Circuits électriques et sécurité
Circuit électrique, intensité et tension, mesures à l'ampèremètre et au voltmètre, loi d'Ohm, puissance des appareils, dangers du courant et dispositifs de protection.
1. Intensité et tension
Définition
L'intensité $I$ du courant (en ampères, A) se mesure avec un ampèremètre branché en série ; la tension $U$ (en volts, V) avec un voltmètre branché en dérivation. Dans un circuit en série, l'intensité est la même partout ; en dérivation, les tensions aux bornes des branches sont égales.
Propriété · Loi d'Ohm et puissance
Pour une résistance : $U = R \times I$ ($R$ en ohms, ?). La puissance d'un appareil vaut $P = U \times I$ (en watts) et l'énergie consommée $E = P \times t$ (en Wh ou kWh si $t$ est en heures).
Expérience · Mesurer intensité et tension
2. Sécurité électrique
Propriété · Protections
Le fusible et le disjoncteur protègent l'installation contre les surintensités ; le disjoncteur différentiel $30$ mA protège les personnes ; la prise de terre évacue les courants de fuite. Au domicile d'une personne aidée : ne jamais toucher un appareil avec les mains mouillées, débrancher en tirant sur la fiche, signaler les fils dénudés, utiliser des cache-prises avec les jeunes enfants.
S'entraîner
Exercices corrigés
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Unités
★☆☆Donner l'unité de l'intensité, de la tension, de la résistance et de la puissance.
Brancher les appareils
★☆☆Comment branche-t-on un ampèremètre ? un voltmètre ?
Loi d'Ohm
★☆☆Une résistance de $100$ ? est traversée par $0{,}05$ A. Tension à ses bornes ?
Calculer une résistance
★☆☆Sous $12$ V, une résistance est traversée par $0{,}4$ A. Valeur ?
Puissance d'une lampe
★☆☆Dans l'expérience du cours, quelle serait la puissance si l'intensité valait $0{,}50$ A ?
Puissance d'un appareil
★☆☆Un sèche-cheveux fonctionne sous $230$ V et consomme $8$ A. Puissance ?
Énergie consommée
★★☆Un radiateur de $1\,500$ W fonctionne $4$ h. Énergie en kWh ? Coût à $0{,}25$ €/kWh ?
Intensité absorbée
★★☆Un lave-linge de $2\,300$ W est branché sur $230$ V. Intensité ?
Lecture d'une plaque signalétique
★☆☆Une bouilloire porte « $230$ V – $2\,000$ W ». Que signifient ces indications ?
Courant dans le corps
★★☆Mains mouillées, la résistance du corps vaut environ $1\,000$ ?. Intensité sous $230$ V ? Danger ?
Seuils de danger
★☆☆À partir de quelle intensité le courant peut-il bloquer la respiration ?
Rôle du différentiel
★★☆Pourquoi le disjoncteur différentiel $30$ mA protège-t-il les personnes ?
Prise de terre
★☆☆Quel est le rôle du fil vert et jaune d'une prise ?
Multiprise
★★☆Sur une multiprise de $16$ A ($230$ V), on branche un radiateur de $2\,000$ W et une bouilloire de $2\,000$ W. Est-ce raisonnable ?
Prévention à domicile
★☆☆Citer trois gestes de prévention du risque électrique chez une personne âgée.
Enfants et prises
★☆☆Pourquoi installe-t-on des cache-prises dans une crèche ?
Circuit en série
★★☆Deux lampes sont en série. L'intensité dans la première est $0{,}2$ A. Et dans la seconde ?
Circuit en dérivation
★★☆Deux appareils sont branchés en dérivation sur une prise de $230$ V. Tension aux bornes de chacun ?
Fusible
★★☆Que se passe-t-il quand l'intensité dépasse la valeur d'un fusible ? Pourquoi est-ce utile ?
Vrai ou faux
★★☆a) Un voltmètre se branche en série. b) $P = U \times I$. c) Le danger dépend de l'intensité qui traverse le corps.
Vérifier
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