- enseignement Catholique

HGT - SCG
Physique
UAA1
AUTEURS : Philippe Godts, Jean-Baptiste Schuermans
12 octobre 2014
Fiche d’activité 4
Protection contre les risques d’électrocution
Enoncé de la situation
Etablir le lien entre différentes caractéristiques des appareils électriques et la sécurité.
Développements attendus principalement visés
Décrire le schéma d’une installation électrique domestique simple : y repérer et nommer les différents
éléments (C6).
L’élève repère sur le schéma d’une installation électrique le compteur, le tableau de distribution, les
prises, les lampes fixes et les éléments de sécurité (disjoncteur principal, disjoncteur protégeant
chaque circuit, différentiel, terre, …).
Décrire les conditions d’utilisation sécurisées (pour les personnes et pour le matériel) d’un circuit
simple qu’il soit domestique ou non (C7).
L’élève décrit quelques précautions d’utilisation d’un circuit électrique (tension d’alimentation
appropriée, absence de court-circuit, isolation suffisante des conducteurs, bon état des contacts
électriques, …).
Suggestions
1. Montrer aux élèves le fonctionnement d’un ohmmètre (multimètre digital avec
sélectionneur sur le mode « ohmmètre, 1 MΩ ») en en lisant l’affichage quand on le
branche à divers objets plus ou moins bon conducteurs électriques (métaux, papier sec,
papier humide1, tissu sec, tissu humide…). Proposer ensuite aux élèves de former une
longue chaîne en se donnant la main, le premier et le dernier de la chaîne établissant le
contact avec une des bornes de l’ohmmètre au moyen de sa main libre, qu’il aura
auparavant humectée pour en rendre la peau plus conductrice. Observer la réaction de
l’ohmmètre dès que la chaîne est interrompue en un point quelconque. A l’aide de cette
expérience totalement inoffensive (un courant circule vraiment dans la chaîne d’élève,
mais il est beaucoup trop faible que pour être ressenti), les élèves prennent conscience
que leur corps est lui-même conducteur électrique.
2. Donner aux élèves des éléments démontés2 d’installations électriques domestiques (ou
autres) comportant :
 Des cordelières ou autre câbles coupés de manière à faire apparaître les isolants
entourant les conducteurs ;
 Des fiches électriques démontées comportant un fil de terre ;
1
L’eau du robinet suffit généralement à conduire légèrement l’électricité.
2
A défaut d’éléments réels, on peut aussi en distribuer des illustrations aux élèves.
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
Des prises avec dispositif de fermeture des contacts (anti-intrusion pour les petits
enfants) ;
 Des boîtiers montrant la double isolation ;
 Des socles (lampes de bureau…) faisant apparaître le contact entre le fil de terre
et la carcasse de l’appareil ;
 Des disjoncteurs différentiels ;
 ...
Les élèves identifient la caractéristique de l’élément qui permet une protection contre les
électrocutions.
3. Faire fonctionner une maquette permettant de mettre en évidence les rôles de la prise de
terre et du disjoncteur différentiel lors d’un courant de fuite (voir Centrale des Marchés).
Attention, la plupart des maquettes vendues par les firmes de matériel didactique
nomment une des deux bornes du secteur « phase » et l’autre « neutre ». Cela
correspond à des installations où le neutre est raccordé à la terre (en général au niveau
de stations de transformation) et présente donc moins de risque que la phase. En
Belgique, dans la plupart des maisons, les deux bornes du secteur sont des phases et
sont donc dangereuses.
Pour que les maquettes didactiques correspondent au plus grand risque, nous
recommandons de les alimenter à l’aide d’un générateur 12 V alternatif à zéro central :
c’est le cas des générateurs comportant trois douilles portant les mentions 0 V, 6 V et 12
V alternatif. Il suffit alors de raccorder les deux phases de la maquette aux douilles 0 V
et 12 V, et d’utiliser la douille 6 V (le zéro central) pour la terre de la maquette. Si on
dispose de deux alimentations 6 V alternatif séparées, il faut les raccorder en série3 pour
obtenir les 12 V alternatif, leur borne commune étant utilisée comme terre pour la
maquette.
Par contre, pour décrire les situations où une des bornes du secteur est neutre, il suffit
d’utiliser un simple générateur 12 V alternatif (sans zéro central). Il faut alors raccorder
la terre et le neutre de la maquette à une même borne du générateur.
4. Donner aux élèves des cordons de raccordement 220 V (avec fil de terre) non-dénudés,
des outils (pinces, cuters, tournevis…), des lampes, des fiches ou des soquets, et leur
demander d’effectuer le raccordement et de détailler les risques et les précautions qu’ils
prennent (vérifier que le cordon n’est pas branché ou déclencher le disjoncteur ad hoc,
ouvrir correctement le boîtier, vérifier l’état de l’isolation du cordon, vérifier s’il faut
raccorder le fil de terre, s’assurer que tous les conducteurs sont correctement vissés
dans les contacts, refermer correctement le boîtier…).
3
Si la tension des deux alimentations placées en série est nulle, il faut en inverser une des deux.
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Annexe : exemples d’illustrations d’éléments de circuits en lien avec la sécurité
A : Disjoncteur différentiel (Ce disjoncteur
déclenche dès qu’il mesure une différence de
0,03 A entre un courant entrant et un courant
sortant)
B : Disjoncteur classique démonté
C : Raccordement d’un moteur de moulin
électrique (Branchement du fil de terre à la
carcasse métallique)
D : Prise murale (Fiche de terre, et protection
enfant anti-intrusion)
E : Raccordement d’un réfrigérateur
(Branchement du fil de terre à la carcasse métallique)
F : Boîte de dérivation (Les contacts entre les
conducteurs se font dans des boîtiers noninflammables)
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