électrique lectrique - images.hachette
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(17 L’installation installation électrique lectrique domestique Objectifs • rechercher les caractéristiques de la tension du secteur • analyser le schéma d'une installation électrique • comprendre le fonctionnement des systèmes de protection 1 Activité Réponds aux questions Réalise et observe 6V G Expérience 1 Observe le professeur. Il place le testeur de phase en contact avec chacune des bornes de la prise 1. Avec un voltmètre, il mesure la tension entre deux bornes de la prise. Expérience 2 : Réalise une surcharge de courant Réalise le montage 2. Ferme successivement les interrupteurs. À chaque branchement d’une nouvelle lampe, relève l’intensité du courant principal. 1 Les deux bornes femelles ontelles le même effet sur le testeur de phase ? 2 Avec le voltmètre pourquoi le professeur a-t-il réalisé les mesures en mode alternatif ? 3 La tension entre deux des bornes d’une prise est-elle toujours la même ? Expérience 2 4 Que se passe-t-il lorsque, à partir d’une même prise de courant, trop d’appareils fonctionnent en même temps ? 5 Compare la dernière intensité que tu as relevée à l’intensité marquée sur le fusible. Quel est le rôle du fusible ? 2 A 6V 1 Le testeur de phase signale la présence du fil de phase. J’étudie la protection des personnes contre les dangers de l’électricité Réponds aux Réalise et observe Dans chaque installation 3, un défaut d’isolement s’est produit au point A. Il a mis en contact le fil de phase avec la carcasse métallique de la machine. Pour chaque installation, indique le chemin parcouru par le courant pour aller de A jusqu’à B. questions Un circuit électrique monté en dérivation. 2 Expérience 1 [réalisée par le professeur] ( Le symbole du fusible est : • La terre, le corps humain et les objets métalliques sont des conducteurs de courant. Une personne qui s’électrise peut s’électrocuter (décès). • Si l’intensité IP du courant dans la phase est différente de l’intensité IN du courant dans le neutre, le disjoncteur différentiel déclenche alors la coupure automatique du circuit. Ip phase neutre B Ip phase neutre In phase neutre B In B 1 Dans quelles installations y a-t-il danger d’électrocution ? Pourquoi ? 2 Dans quel cas n’y a-t-il pas de risque d’électrocution ? Pourquoi ? 3 Quels dispositifs de protection ont écarté ce danger ? A 3 Ip A M A M M terre Intallation 1, sans disjoncteur différentiel, sans prise de terre. courant de fuite Intallation 2, sans disjoncteur différentiel, mais avec prise de terre. Trois installations pour une machine à laver. 116 disjoncteur différentiel In If 17• L’installation électrique domestique Activité ( je mesure une tension entre les bornes puis je réalise une surcharge de courant 117 terre If courant de fuite Intallation 1, avec disjoncteur différentiel et avec prise de terre. 1 La tension du secteur L’électricité est livrée sous forme de tension alternative sinusoïdale de fréquence 50 Hz. La valeur efficace de cette tension entre la phase et le neutre est de 230 V 4 (voir activité 1). Cette tension est dangereuse pour le corps humain. 2 1 Recopie en choisissant l’expression correcte a. Les appareils électriques sont branchés en série dérivation entre la phase et le neutre. neutre phase 230 V 0V Les prises de courant comportent trois bornes reliées : – au fil de phase (rouge ou marron) ; – au fil neutre (bleu) ; – au fil de terre (vert et jaune). b. Les fusibles sont branchés en série dérivation avec les appareils. c. Le contact du corps avec le fil de phase neutre et la terre est très dangereux. 230 V d. Une ligne alimentant une cuisinière électrique absorbe un courant de 28 A. Elle sera protégée par un fusible de 25 A 32 A. terre 4 L’installation domestique Tension entre les trois bornes d’une prise. 2 Identifie les fils Reconnais les fils d’après leurs couleurs : 1 Les appareils électriques sont branchés en dérivation entre la phase et le neutre. 2 3 L’intensité du courant dans le circuit principal augmente avec le nombre d’appareils en fonctionnement. a. Quel est le fil de phase ? le fil neutre ? le fil de terre ? Conséquence : une prise de courant ne peut pas supporter trop d’appareils. L’échauffement des conducteurs, dû a une surintensité, risque de provoquer de graves incendies. b. Pour éviter le risque d’électrocution, quel est le fil à ne pas toucher ? 3 Distingue deux types de protections 1 : transformateur 2 : compteur électrique 3 : disjoncteur 4 : fil de phase 5 : fil neutre 6 : fil de terre 7 : fusible 8 : terre 1 2 3 4 5 6 Wh 7 a. Quels sont les dispositifs protégeant les appareils des surcharges et courts-circuits ? b. Quels sont les dispositifs protégeant les personnes lors d’un contact avec le fil de phase ? 4 Identifie les symboles Quels sont les appareils représentés ci-dessous ? 7 Repère des courts-circuits 8 5 Recopie les schémas ci-dessous en supprimant les courtscircuits. Schématisation d’une installation domestique. G 3 Les dispositifs de protection Le disjoncteur coupe le courant dans toute l’installation. Sa commande est manuelle ou automatique. a. À la maison, pour intervenir sur l’installation électrique, quelle précaution doit-on prendre ? Le fusible est placé en série avec les appareils. Ce conducteur fond en cas de surintensité. Il coupe alors le circuit 5. Les disjoncteurs divisionnaires tendent à les remplacer. b. Une tourterelle est posée sur un fil dénudé. Y a-t-il un risque électrique pour elle ? Justifie ta réponse. c. Un homme gravit un pylône d’une ligne électrique. Y a-til un risque électrique pour lui ? Justifie ta réponse. Les fusibles et les disjoncteurs protègent les installations. Le disjoncteur différentiel 6, lorsqu’il est associé à une bonne prise de terre, coupe automatiquement le circuit si l’intensité dans le fil de phase n’est pas la même que dans le fil neutre. Il assure la protection des personnes. 17• L’installation électrique domestique 118 G 5 Es-tu conscient des risques ? 6 Un disjoncteur différentiel. Il en existe de plusieurs sensibilités (30 mA ou 500 mA). M 6 Évite l’électrocution 8 Prévois le nombre de lampes En observant les dessins ci-après, rédige une phrase commençant par « Ne jamais … ». Cette phrase doit énoncer une règle de sécurité électrique. Un fusible de 5 ampères protège une ligne électrique. Combien de lampes de 0,3 A peuvent fonctionner en même temps sur cette ligne ? 119 9 Repère les défauts d’une installation 32 A 16 A 12 Classe les protections a. Le circuit d’éclairage fonctionne-t-il correctement ? b. Peux-tu brancher, sur la prise électrique, un four absorbant 20 A ? Indique, par une croix, si le dispositif agit : – pour protéger la personne (contact direct ou indirect) ; – pour protéger le matériel. dispositif c. Le branchement du lave-linge est-il conforme aux normes de sécurité ? Justifie ta réponse. 10 Repère les types de contact Lors d’une électrocution, il peut y avoir deux types de contact : – contact direct ( exemple: contact avec un fil de phase dénudé) ; – contact indirect (exemple: contact avec la carcasse métallique d’une machine). Observe les quatre dessins ci-dessus et classe les dangers selon les deux types de contact. 11 Les différents types d’électrisation a. Dans chacune des figures ci-après, trace le chemin emprunté par le courant dans le corps humain. b. Quels dangers présentent ces situations ? Tu peux te renseigner auprès des professeurs de technologie, au CDI, sur l’Internet. 17• L’installation électrique domestique protection des personnes contact contact direct indirect protection du matériel 1. Une très basse tension de 12 V 2. Un disjoncteur différentiel associé à une bonne prise de terre 3. Enveloppe de protection 4. Coupe-circuit 5. Gaines isolantes 6. Fusible, disjoncteur divisionnaire 7. Interrupteur « coup-de-poing » 13 Calcule la tension dangereuse Dans le tableau ci-dessous sont notées les intensités correspondant aux différentes réactions du corps humain : 5 mA seuil de sensibilité (picotement) 10 mA seuil de réaction réflexe (non-lacher) 25 mA seuil de tétanisation (arrêt respiratoire) 50 mA seuil de fibrillation (arrêt circulatoire) La valeur dangereuse de la tension de contact lors d’une électrisation correspond au seuil de tétanisation. La résistance moyenne, habituellement admise, du corps humain est 1 000 W. a. En appliquant la loi d’ohm, calcule dans ces conditions la tension dangereuse pour le corps humain. b. Pourquoi les jouets fonctionnent-ils en général sous des tensions inférieures à 12 V ? 120
