Exercice- OUVERTURE D`UN CIRCUIT INDUCTIF PAR L

Exercice- OUVERTURE D’UN CIRCUIT INDUCTIF PAR L’INTERMEDIAIRE DU CORPS HUMAIN.
Les bornes de la bobine alimentée par une source de tension U continue sont mises lors de l’ouverture du circuit
(à l’instant initial : t = 0 ) en contact avec 2 parties différentes du corps d’une personne.
U
courant
K
K fermé
U
K
A
B
A
B
courants
K ouvert
La bobine est équivalente à une résistance RB = 12 en série avec
une inductance L = 1 H. . La partie du corps humain entre les 2
points de contact A et B est équivalente à une résistance RH = 1 k .
Le circuit électrique équivalent est alimenté par la tension
continue U = 30 V.
1- K est fermé (t< O)
1-1- Faire le schéma équivalent à ce circuit électrique. Indiquer sur le schéma les points de contact A et B.
1-2- L’alimentation étant continue, que peut-on dire de la nature des courants électriques circulant en régime
permanent ? Quelle est alors la valeur de tension uL(t) aux bornes de l’inductance L.
Conclure sur la façon dont se simplifie le modèle d’une bobine en continu.
1-3- Déterminer alors les valeurs des intensités des différents courants du montage.
A partir du tableau indiquant les effets du courant électrique sur le corps humain, déterminer ce que
ressent la personne ?
2- On ouvre K à l’instant t=0
L’étude de ce montage a permis de tracer le
chronogramme de l’intensité du courant iB(t). Cette
courbe est représentée ci-contre.
2-1- Faire le nouveau schéma équivalent à
ce circuit électrique
Déterminer la relation entre l’intensité
iH(t) dans le corps humain et
l’intensité iB(t) dans la bobine.
Tracer alors le chronogramme de
l’intensité du courant iH(t).
2-2- Etablir l’expression de la tension uH(t) appliquée aux corps de la personne.
En déduire le chronogramme de la tension uH(t) en précisant les valeurs extrêmes.
A partir du schéma et des chronogrammes, déterminer la valeur de la tension uL à l’instant t = 0.
2-3- Quel est le nom du phénomène physique se produisant ?
2-4- On suppose que le courant a les même effets qu’un courant sinusoïdal de fréquence 50Hz. A partir du
tableau indiquant les effets du courant électrique sur le corps humain, déterminer ce qui se passe pour la
personne ?
2-5- Conclure sur les dangers des circuits inductifs.
Les effets du courant électrique sur le corps humain sont indiqués dans le tableau ci-dessous.
Effets pour t < 10 s
Intensité du courant en mA
Continu
50/60 Hz
10 kHz
Seuil de perception, picotement
3,5
0,5
8
Choc pénible, mais contrôle musculaire non perdu
41
6
37
Seuil de non lâcher
51
10
50
Forte gène respiratoire
60
15
61
Seuil de paralysie respiratoire
30
iB
uR
uL
iB
RB
L
iB(t) en A
1
2
1
5
t en ms
Stage de sécurité électrique 2001- Aix Marseille.
Equipe des formateurs de Physique appliquée