thumb|upright=1.2|Un disjoncteur bipolaire courbe C, monté sur rail DIN. Les deux contacteurs solidaires sont en parallèle, mais il existe aussi des disjoncteurs bipoles en monocontacteur. Un disjoncteur est un contacteur (interrupteur électrique à commande automatique) conçu pour laisser circuler le courant électrique, et protéger un circuit électrique contre les dommages causés par un courant excessif provenant d'une surcharge, d'un court-circuit ou d'une fuite à la terre (disjoncteur différentiel). Il est capable d'interrompre un courant de surcharge ou un courant de court-circuit dans une installation. Suivant sa conception, il peut surveiller un ou plusieurs paramètres d'une ligne électrique.
Sa principale caractéristique par rapport au fusible est qu'il est réarmable manuellement (il est conçu pour ne subir aucune avarie lors de son fonctionnement).
Différentes techniques de détection de défauts thumb|(a) magnétique (b) thermique (c) magnéto-thermique.
Thermique Protection uniquement contre les surcharges.
Ce type de disjoncteur se déclenche quand un courant excessif traverse un bilame, créant un échauffement par effet Joule et provoquant sa déformation. Ce bilame déclenche mécaniquement un contact, qui ouvre le circuit électrique protégé. Ce système électromécanique est assez simple et robuste mais n'est pas très précis et son temps de réaction est relativement lent. Il permet donc d'éviter de mettre le circuit en surintensité prolongée. La protection thermique a pour principale fonction la protection des conducteurs contre les échauffements excessifs pouvant créer des risques d'incendies, dus aux surcharges prolongées de l'installation électrique.
Selon CEI/EN 60898-1, pour applications résidentielles : À courant 1,13 fois l'intensité nominale : la coupure ne doit pas se faire avant 1 heure.
À courant 1,45 fois l'intensité nominale : la coupure doit avoir lieu en 1 heure maximum.
Selon CEI/EN 60947-2, pour applications industrielles : À courant 1,05 fois l'intensité nominale : la coupure ne doit pas se faire avant 1 heure.
À courant 1,3 fois l'intensité nominale : la coupure doit avoir lieu en 1 heure maximum.
Il remplit la même fonction qu'un fusible, lequel doit être remplacé après avoir coupé le courant.
Magnétique Protection uniquement contre les courts-circuits.
La forte variation d'intensité passe au travers des spires d'une bobine (repère 7 sur la photographie « coupe d'un disjoncteur »). Elle produit, selon les règles de l'électromagnétisme, une forte variation du champ magnétique. Le champ ainsi créé déclenche le déplacement d'un noyau de fer doux qui va mécaniquement ouvrir le circuit et ainsi protéger la source et une partie de l'installation électrique, notamment les conducteurs électriques entre la source et le court-circuit.
L'interruption est « instantanée » dans le cas d'une bobine rapide ou « contrôlée » par un fluide dans la bobine qui permet des déclenchements retardés. Il est généralement associé à un interrupteur de très haute qualité qui autorise des milliers de manœuvres. Ce fonctionnement peut remplacer le fusible sur les courts-circuits. Suivant le type de disjoncteur, la valeur d'intensité de consigne va de l'intensité nominale (pour les modèles courants). De nombreuses autres possibilités existent : déclenchement par bobine (consigne provenant de capteurs); interrupteur/disjoncteur pour montage face avant ; compatible bitension 110/ ; bobine sous voltage (disjoncteur maintenu à partir d'une consigne tension); déclenchement à distance ; réarmement à distance. Nombreuses courbes de déclenchement pour CC (courant continu), CA 50/ et . Une option étanche est généralement disponible, soit version face avant étanche, soit entièrement (IP67).
C'est la fonction remplie par un fusible aM (accompagnement moteurs). Pour démarrer, un moteur demande un courant d'enclenchement pendant quelques instants, soit une brève surintensité pouvant aller jusqu'à 50 fois son intensité normale de fonctionnement. Cette surintensité, normale, ne doit toutefois pas déclencher le dispositif de protection. Ainsi, les fusibles de type aM sont conçus pour pouvoir absorber pendant un court instant un pic d'intensité supérieur à la valeur de protection. En revanche, en cas de surintensité (d'une valeur inférieure mais plus longue) : le dispositif coupera logiquement l'alimentation électrique.
La protection magnétique a pour principale fonction la protection des équipements contre les défauts (surcharge de l'équipement, court-circuit, panne…). Il est choisi par l'ingénieur qui a le souci de protéger son équipement avec une très grande précision.
Courbe de déclenchement thumb|Rouge : courbe BBleu : courbe C
selon CEI/EN 60898-1 , pour applications résidentielles < (entre parenthèses : équivalence des anciennes normes): courbe B (L,H) : seuil de déclenchement du magnétique entre 3 et 5 fois l'intensité nominale; courbe C (U,G,V) : seuil de déclenchement du magnétique entre 5 et 10 fois l'intensité nominale ; courbe D (S) : seuil de déclenchement du magnétique entre 10 et 20 fois l'intensité nominale (et même cas spéciaux 50 fois); Néanmoins dans la pratique les constructeurs proposent un seuil maximum à 14 fois pour la courbe D.
selon CEI/EN 60947-2, pour applications industrielles >, les seuils sont à choisir et précis à ± 20 % (pas de courbes prédéfinies) (entre parenthèses : équivalence des anciennes normes): 'virtuelle' courbe K : seuil de déclenchement du magnétique entre 10 et 14 fois l'intensité nominale (12 fois ± 20 %) ; 'virtuelle' courbe Z (A,R) : seuil de déclenchement du magnétique entre 2,4 et 3,6 fois l'intensité nominale (3 fois ± 20 %). sans déclencheur thermique : 'virtuelle' courbe MA : seuil de déclenchement du magnétique à 12 fois (± 20 %) l'intensité nominale.
Note : Ces valeurs de courant sont données pour une durée de .
Le circuit électrique doit être calculé de manière que le plus petit courant de court-circuit provoque le déclenchement magnétique du disjoncteur. Ceci est important pour sécuriser des câbles longs avec une petite section (). Si le courant de court-circuit est trop faible, soit un seuil magnétique inférieur doit être pris (par exemple: courbe B plutôt que C), soit un câble de plus grande section () voire plus court doit être installé.
Par exemple: du câble cuivre de section a une résistance de ; sur une distance de 50m jusqu'au tableau il y a réellement 100m (phase+neutre) donc soit un courant maximum possible de (sous ); en choisissant un disjoncteur calibre la courbe C peut déclencher jusqu'à (=10 * ), ce qui est correct car plus bas que les du court-circuit. En courbe D, la longueur doit être raccourcie à maximum 41m (82m phase+neutre), correspondant à soit un court-circuit de (sous ) correspondant au déclenchement max (=14 * ). Du câble cuivre de section a une résistance de ; sur 50m jusqu'au tableau soit en court-circuit, valeur correcte pour un disjoncteur calibre en courbe D qui peut déclencher jusqu'à (=14 * ); en calibre , la courbe D reste aussi possible avec sa limite à (=14 * ). Dans tous les cas, la mesure de court-circuit doit être effectuée in situ (et pas seulement estimé avec la loi d'Ohm comme ici!).
Magnéto-thermique thumb|Schéma électrique d'un disjoncteur magnéto-thermique bipolaire.
Principe Les deux techniques précédemment décrites sont associées afin de veiller sur plusieurs paramètres : dans le cas d'une surcharge : effet thermique. La réponse au dysfonctionnement est alors lente (la coupure du circuit peut prendre de quelques dixièmes de seconde à plusieurs minutes, en fonction de l'importance de la surcharge) ; dans le cas d'un court-circuit (intensité pouvant monter à plusieurs milliers d'ampères) : effet magnétique. La réponse est alors très rapide (de l'ordre de la milliseconde).
Composants vignette|upright=0.8|Vue de l’intérieur d'un disjoncteur magnéto-thermique. Manette servant à couper ou à réarmer le disjoncteur manuellement. Elle indique également l'état du disjoncteur (ouvert ou fermé). La plupart des disjoncteurs sont conçus pour pouvoir disjoncter même si la manette est maintenue manuellement en position fermée. Mécanisme lié à la manette, sépare ou approche les contacts. Contacts permettant au courant de passer lorsqu'ils se touchent. Connecteurs. Bilame (deux lames soudées à coefficients de dilatation différents) : relais thermique (protection contre les surcharges). Vis de réglage, permet au fabricant d'ajuster le seuil de déclenchement en courant avec précision après assemblage. Bobine ou solénoïde : relais magnétique (protection contre les courts-circuits). Chambre de coupure de l'arc électrique.
Utilisation Ces modèles sont destinés à remplacer les fusibles (notamment utilisés en domestique), en offrant l'avantage d'être réarmables (une manette à actionner, aucune cartouche à remplacer) et en cumulant dans un même boîtier une détection thermique contre les surcharges prolongées et magnétique contre les augmentations rapides de courant.
Différentiel thumb|upright=2|Fonctionnement : si les courants I1 et I2 sont différents du fait de la présence d'un courant de fuite If, un courant prend naissance dans l'enroulement K1 qui, en alimentant le relais K2 (normalement fermé par accrochage mécanique lors de l'armement) provoque la coupure de l'alimentation. Le relais K2 restera dans cet état jusqu'au prochain réarmement, lequel ne sera possible que si le courant de défaut If a disparu, c'est-à-dire si le défaut d'isolement l'occasionnant a été trouvé et réparé. Le disjoncteur différentiel outre son pouvoir de coupure contre les courts-circuits et les surcharges, assure la détection d'une différence d'intensité du courant entre la phase et le neutre, si un défaut d’isolement existe (courant de fuite à la terre), ce défaut est aussi appelé courant résiduel..
Description Le principe d'un dispositif différentiel à courant résiduel (DDR) est de comparer les intensités sur les différents conducteurs qui le traversent. Par exemple, en monophasé, il compare l'intensité circulant dans le conducteur de phase, et celle du conducteur de neutre. C'est un appareil de protection des personnes qui limite les risques d'électrocution en détectant les fuites de courant à la terre de l'installation électrique.
Le dispositif différentiel est basé sur le principe suivant : dans une installation normale, le courant électrique qui arrive par un conducteur doit ressortir par un autre. Dans une installation monophasée, si le courant dans le conducteur de phase au départ d'un circuit électrique est différent de celui du conducteur neutre, c'est qu'il y a une fuite. La différence d'intensité du courant à laquelle réagit un disjoncteur est appelée la « sensibilité différentielle du disjoncteur » (obligatoirement sur les circuits terminaux domestiques selon la norme électrique française), notée IΔn .
Son fonctionnement est simple : chaque conducteur passe dans un circuit magnétique (en général torique), formant ainsi des champs électromagnétiques identiques et en opposition qui s'annulent. En cas de différence, d'où son nom de différentiel, le champ électromagnétique résultant actionne un dispositif qui coupe rapidement le courant.
Types Il existe plusieurs types de dispositifs différentiels. : Type AC : 40px|OK Les dispositifs de type AC permettent de se protéger du contact avec les courants de défaut à composante alternative. On l'utilise pour protéger la plupart des circuits, sauf ceux spécialisés tels que, par exemple, la plaque de cuisson à induction et le lave-linge (désormais interdit en Allemagne, Suisse, Belgique, Pays-Bas, Autriche, pays scandinaves, ...). Les différentiels de type AC sont rendus "aveugle" par un courant continu résiduel de quelques mA (par saturation du noyau magnétique fait d'un simple alliage Fer-Silicium). Si ce risque existe, il faut passer aux types suivants. Type A : 40px|OK