Pourquoi ça "saute" ? Est-ce un fusible ? Est-ce le disjoncteur

FICHE N° 4 Activité Exercice
Pourquoi ça “saute” ? Est-ce un fusible ? Est-ce le disjoncteur ?
Objectifs
En application de la conservation de l’énergie électrique dans un circuit et des lois sur les intensités et
tensions, nous proposons une activité de recherche sur un exercice concernant une installation domestique.
Activité
Les élèves sont regroupés par 4 ou 5. Ils disposent du schéma ci-dessous représentant le plan de
l’installation électrique 220V d’un appartement.
TABLEAU D'ALIMENTATION
DES PRISES DE L'APPARTEMENT
secteur
220 V
compteur
Disj oncteur
25A
20A
16A
10A
6A
Cuisine
Buanderie
Séj our
et
chambre
Salle
de
bain
Neutre
(commun)
Le professeur précise que, bien que la tension du secteur soit alternative, l’exercice pourra être traité en
faisant comme si cette tension était continue.
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L’énoncé de l’exercice est le suivant :
La figure ci-dessus représente le schéma électrique de l’appartement de M. Labricole qui
comprend une cuisine, une buanderie, une salle de bain, un séjour et une chambre, . La tension
du secteur est 220 V.
A la sortie du compteur, sur le fil de phase, est monté un disjoncteur qui est un interrupteur qui
s’ouvre automatiquement lorsque l’intensité du courant qui le traverse dépasse 25 A.
Les prises électriques de chacune des pièces de l’appartement sont reliées, d’une part, à la sortie
du disjoncteur par l’intermédiaire d’un fusible, d’autre part au neutre qui est la deuxième borne
commune à tous les appareils de l’appartement. Les intensités maximales que peuvent supporter
les fusibles sont indiquées sur le schéma.
Ainsi, pour chaque pièce dans laquelle fonctionnent un ou des appareils, le courant emprunte le
chemin constitué par le fil de phase, le disjoncteur, un fusible, les appareils branchés sur les
prises de la pièce (montées en dérivation) et retourne au secteur par le neutre.
1°) Monsieur Labricole souhaite brancher, dans sa salle de bains un radiateur électrique de 2kW.
Mais lorsqu’il met l’appareil en marche, il constate que le courant s’interrompt après quelques
instants. Comment pouvez-vous expliquer ce qui s’est passé ?
Notre bricoleur du dimanche qui ne connaît pas l’échec décide alors de remplacer le fusible de
5A de sa salle de bain par un fusible de 20A. Il constate alors que le radiateur fonctionne. Cette
solution est-elle satisfaisante pour pouvoir utiliser son radiateur ? Quels risques encoure
l’installation de M. Labricole ?
2°) Décidément, l’installation électrique de cet appartement pose à M. Labricole bien des
problèmes. En effet, lorsque, dans la cuisine, fonctionnent ensemble le four de la cuisinière
(2.5kW) et le lave-vaisselle (1.8 kW), il n’est pas possible de faire une lessive avec la machine
branchée dans la buanderie (2 kW) car alors “ tout saute”. Est-ce un problème de fusible ? Est-ce
le disjoncteur ? Comment pouvez-vous expliquer cet incident ? Que doit faire M. Labricole s’il
veut pouvoir faire fonctionner les trois appareils en même temps ?
Commentaire :
Les élèves doivent comprendre que dans l’appartement, tous les appareils sont finalement montés en
dérivation sur la sortie du compteur pour pouvoir fonctionner sous 220V mais que les fusibles protègent
des groupements de récepteurs. Le professeur pourra, si nécessaire, engager les élèves à tracer le schéma
électrique correspondant à chaque question en utilisant le symbolisme habituel.
Ci-dessous, le schéma de gauche correspond à la question 1 et celui de droite à la question 2.
220 V
220 V
disj . 25A
disj . 25A
f usible
6A
Fo ur électrique
f usible 20 A
Lave vaisselle
radiateur élect rique
Lave linge
24
f usible 16A