Un exemple concret : notre Taser et son circuit électrique

Afin de s’investir davantage dans nos TPE , nous avons acheté un véritable Taser. Notre modèle s’intitule SP 2400. C’est un Taser de courte portée , que l’on utilise au corps à corps.

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Voici , pour ajouter un plus à cette partie, une vidéo que nous avons réalisé , de notre Taser , vu en 360° grâce au principe de la vidéo-photo ;

Comme tous les Taser , il dispose d’une tension de 50 000 volts et d’une intensité de 2.1 mA de courant moyen. 

Le Taser est-il très puissant ? 

A partir de ces données , nous pouvons calculer la puissance électrique. Il est intéressant de calculer cette valeur car nous pouvons ensuite la comparer à des appareils que nous utilisons dans le quotidien et ainsi se donner des ordres de grandeur. 

La puissance électrique est donnée par cette formule :

P= U*I ( U en volts , I en Ampères ) 

Dans le cas du Taser que nous avons pu acquérir  ,  P=  50 000 * 2.*10-3

P= 105 watt 

Nous pouvons donc maintenant , comme dit précédemment comparer cette valeur à des appareils présents dans nos maisons.

En comparaison cette puissance est équivalente à celle d’une ampoule de 100 watts environ.  C’est normalement  une pensée absurde de considérer qu’une ampoule de 100 watts puisse vous tuer pourtant la question subsiste étant donné qu’elle présente une puissance similaire à celle d’un Taser.

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( le Taser est aussi puissant que cette ampoule. Difficile à croire à premières vues. )

 Le Taser étant une arme hétéroclite que nous n’avons pas l’habitude de manier , nous avons poser plusieurs questions à l’armuriers qui nous a gentiment prêté cette arme .

Tout d’abord nous lui avons posé la question suivante :

 « Le Taser fonctionne-t-il à l’aide d’une batterie ou avec des piles ? »

 La réponse de notre interlocuteur est la suivante : « L’alimentation de notre Taser s’effectue par batterie dont la durée d’autonomie dépend du nombre de décharges. Cette dernière permet d’effectuer environ 300 décharges à la température ambiante de 25° degrés Celsius. »

Le modèle de Taser X26 utilise la batterie suivante :

x26-bat.png

Notre Taser utilise quant-à-lui une batterie au lithium.

Voici les questions qui ont suivi  :

 « L’arc électrique peut-il pénétrer  les vêtements ? »

La réponse est oui. En effet , la encore c’est sa tension très élevée qui lui permet de passer nos couches de vêtements  jusqu’à cinq centimètres.

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Sur cette illustration , l'arc électrique parvient à traverser la couche de vêtements et à neutraliser l’individu ; ce qui justifie les propos de notre interlocuteur.

 « l’appareil fonctionne-t-il sous tous les temps ? »

Cette fois ci , la réponse est plus ambigüe. Par temps humide , aucun problème , l’arc électrique se forme sans soucis. Néanmoins par temps très froid , comme par exemple , hypothétiquement  au pole nord , l’arc électrique ne pourrait se former . La tension demeurerait trop faible , le champ disruptif de l’air étant variable à certaines conditions. ( notamment le climat.)

 « L’arme dispose-t-elle d’un système de protection ? »

Le Taser dispose d’un cran de sécurité comme toute arme. Cependant , il présente une mesure notoire. Les plus gros modèles disposent d’une mémoire interne , semblable aux boites noires des avions afin d’éviter les débordements.

Nous avons pu tester notre Taser dans le laboratoire de notre école.

Nous avons pu faire les observations suivantes :

En allumant le Taser, l’électricité parcourt le réseau électrique. Le condensateur se charge d’accumuler la tension puis à une certaine valeur ( 50 000 volts pour nous ) la tension emmagasinée se décharge sous l’action de la gâchette. Elle parvient ensuite aux pointes métalliques ou l’arc électrique se forme.

Voici ici une vidéo réalisée par notre groupe ; Nous pouvons y voir une décharge de Taser libérée créant un arc électrique , le tout en extrême ralenti (slow motion).

Notre Taser possède-t-il cependant un circuit électrique aussi simple ?

La réponse est non. Le circuit électronique d’un Taser est plus complexe que l’enchainement simpliste d’un générateur , condensateur et interrupteur.

Voila la représentation d’un véritable circuit électrique de Taser.

circuitt.png

Le circuit ici présent comprend un générateur de 9 volts suivi d’une diode classique. Une autre diode D2 est située à coté du transistor Q1.

Les appareils symbolisés par la lettre R représentent des résistances. Cette notation schématique est ancienne , de  nos jours , nous utilisons cette dernière. Toutefois , son rôle reste le même. Ils servent à opposer une résistance au courant pour le rendre moins dangereux.

circuit2.png

Le circuit électrique du Taser comprend 4 résistances disposées à des endroits différents sauf pour R3 et R1 qui sont associées en série. R2 est située sur la ligne numéro 3 du circuit intégré et R4 dans le circuit de l’  « out put » , la sortie , c'est-à-dire les électrodes pour le Taser. Elle est donc située juste avant le lieu de création des arcs électriques.

Comme le schéma l’indique , elles ont toutes des valeurs différentes. R1 et R2 ont un potentiel de résistance  de 1 K , R3 de 47 K et pour finir R4 qui est la plus puissante un de 1 M .

 Le Taser n’utilise pas un condensateur mais deux condensateur afin de faire augmenter plus rapidement la tension emmagasinée. Les deux condensateurs sont placés entre le circuit intégré IC 1.

 Voici le schéma du circuit intégré IC 1.

ic1.png

Le minuteur 555 IC est un circuit intégré ou autrement appelé puce. Il est utilisé dans la minuterie , l’oscillateur d’applications mais surtout et c’est ce qui nous intéresse dans la génération d’impulsions. ( impulsions électrique pour le Taser. )

 L’ensemble Q1 est un transistor de la marque Texas Instrument. Il sert à stabiliser la tension. C’est un dispositif semi-conducteur à trois électrodes actives. Il permet de contrôler une tension sur une des électrodes de sorties.

( transistor Q1 )

tsc.png

Le circuit du Taser ne comprend en fait aucun interrupteur mais des relais.

Ils sont symbolisés par des demi-cercles qui se rejoignent.  Un relais est un appareil dans lequel un phénomène électrique ( courant ou tension ) contrôle la commutation on/off. C’est en quelques sortes un interrupteur que l’on peut actionner à distance , et ou la fonction de coupure est dissociée de la fonction de commande .

 L’illustration ci-dessous illustre le fonctionnement d’un relais.

fcnmt.png

Ce circuit électrique complexe fonctionne-t-il de la même  façon que le modèle de circuit électrique simple ?

 Malgré que le circuit électrique d’un vrai Taser soit plus compliqué que le modèle sur lequel nous nous étions basés ( pour tout d’abord comprendre dans les grandes lignes son fonctionnement ) l’utilisation demeure la même. Les électrons parcourent le circuit électrique , chargent les condensateurs et une fois la tension assez suffisante pour traverser l’air , les relais agissent en tant qu’ interrupteurs et délivrent le courant vers les électrodes . Les résistances sont la pour rendre le courant moins dangereux et selon les dires de la société Taser « non-létale ».

Partie suivante ; Cette décharge intense présente-t-elle un danger quelconque ?

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