Installation électrique de la maison

INSTALLATION ELECTRIQUE DE LA MAISON
LE COURANT DU SECTEUR – DANGER – SECURITE
I.Energie électrique consommée dans une installation
Le compteur électrique mesure l’énergie électrique totale consommée dans une
installation.Le montant de la facture d’électricité dépend de la consommation enregistrée
par le compteur.
Le compteur électrique est traversé la totalité du courant qui alimente l’installation,il
donne directement la consommation en kilowatt- heures .
Application
Le locataire d’un studio n’ayant pas de compteur individuel veut évaluer sa
consommation moyenne mensuelle.Pour cela, il relève la puissance des appareils et leur
durée d’utilisation moyenne pour un jour.
Calculer l’énergie consommée en moyenne pour un mois de 30 jours
Appareils
Puissance (P)
Durée d’utilisation (t)
Lampe
Téléviseur
Réfrigérateur
Radiateur
360W
100W
300W
2 kW
6h
3h30mn
480mn
5h30mn
Réponse :
L’énergie en une journée par chaque appareil est donnée par la relation :
tPE 
Pour les lampes : El = 360W * 6h = 2160Wh
Pour le téléviseur : Et = 100W *3.5h = 350Wh
Pour le réfrigérateur : Eré = 300W * (480/60) h = 2400Wh
Pour le radiateur : Era =2000W * 5.5h = 11 000Wh
Consommation journalière : 15910Wh = El + Et + E ré + Era
Consommation mensuelle moyenne : 15910Wh * 30 = 477300Wh
Soit : 477.3kWh
L’énergie consommée dans une installation est égale à la somme des énergies
consommées par chaque appareil.Elle est mesurée par un compteur électrique en kWh
II. Les prises de courant
La tension du secteur permet d’alimenter en courant alternatif différent appareils
(lampes, radiateurs, appareils, ménagers, …) par l’intermédiaire des prises de courant.La
prise de courant est le générateur électrique à la maison.
1°) Quelles sont les principales prises ?
Dans les installations domestiques, il existe 2 types de prises :
-les « prises simples » dont le socle comporte 2 bornes femelles :

-les « prises avec terre » dont le socle comporte 2 bornes femelles et une borne mâle
2°) les 2 bornes femelles jouent elles le même rôle ?
Pour distinguer « sans danger », les électriciens utilisent un tournevis spécial
appelé tourneurs testeurs ou test phase. La lampe située dans la manche du tournevis
s’allume au contact de l’une des bornes, appelé phase ; elle reste éteinte avec l’autre
borne appelée neutre.
Les bornes femelles d’une prise ne sont donc pas identiques.
Nous avons vu qu’entre les 2 bornes femelles d’une prise du secteur (entre phase et
neutre), il existe une tension efficace de 220 volts
 La tension aux bornes de la phase et d’une canalisation métallique est voisine de
220volt
 La tension aux bornes de neutre et une canalisation métallique est nulle
C’est donc la phase qui apparaît détenir la tension.
3°) quel est le rôle d’une prise mâle d’une « prise avec terre »ww
Cette borne est appelée « terre ».En effet, elle est reliée par des conducteurs à un treillis
métalliques ou à des pieux métalliques enfouis dans le sol.
Le voltmètre branché entre la phase et la terre mesure environ 220V, il indique une
tension nulle ente le neutre et la terre
La prise de terre, si elle ne parait pas indispensable au fonctionnement des appareils,
joue le rôle de sécurité très important.
4°) comment est branchée une prise ?
Démontons le socle d’une prise. Les bornes sont reliées à 3 fils conducteurs entourés de
gaines isolantes colorées. Pour reconnaître ces fils, les électriciens adoptent des couleurs
différentes. Un règlement impose :
 Le bleu pour neutre
 Le vert ou jaune pour la terre
 Le rouge ou marron pour la phase
Soit :
III .L’installation électrique de la maison
La ligue de la JIRAMA arrive au compteur de l’habitation
 Le fil neutre est relié à la terre (T)
 Le fil phase et le fil neutre relient le compteur au disjoncteur (D)
 Du disjoncteur partent plusieurs lignes de distribution qui passent par le tableau
de répartition (R).Ces lignes sont branchées en dérivation sur la ligne placé sur le
fil de phase

IV. Danger pour les personnes
1°) l’électrocution
Il existe 2 types de risque d’électrocution
-un risque évident :
Lorsqu’une personne touche à la fois la phase et le neutre,elle s’électrocute et meurt si
elle n’est pas secourue rapidement.
-un risque dont on est moins conscient :
Si une personne, en contact avec le sol, touche seulement le fil de phase,elle
s’électrocute également
En effet, le corps humain est conducteur et, dans les cas,il est parcourue par un courant.
Pour le second cas, moins évident, précisons le chemin suivi par le courant :fil de
phase,corps humain,sol conducteur,terre de la JIRAMA,neutre
Entre les 2 extrémités de la chaîne est appliquée la tension de 220V.Le danger
d’électrocution apparaît lorsque l’intensivité dépasse un certain seuil pendant un temps
suffisant. Ainsi,un courant de 100mA (intensité faible) passant à travers le corps pendant
quelques seconde entraîne la mort.
Pour une tension de 220V, ce seuil est dépassé,et la personne court d’un circuit
danger mortel.
En milieu humide, le risque d’électrocution est augmenté.
2°) comment se protéger ?
Le fil de la phase doit être bien protégé par sa gaine isolante. Les interrupteurs doivent
couper le fil de phase
V. Danger pour l’installation
1°) danger d’incendie
Dans une ligne, l’intensité du courant augmente avec le nombre d’appareils en
fonctionnement. Lorsque l’intensité est trop grande,les fils conducteurs s’échauffent :ils
peuvent fondre (l’installation est détruite) et provoquer une incendie (court-circuit)
2°) la protection de l’installation
 Les fils conducteurs doivent être placés dans des tubes ou gaines de diamètre
suffisant (pour la circulation de l’air). Ces tubes sont constitués d’une matière
ininflammable.
 Au départ de chaque ligne,branchée en dérivation à partir du tableau de
répartition,un fusible est installé sur le fil de phase
Le fusible fond et coupe le courant si l’intensité de courant excède :
o 10A pour une ligne destinée à l’éclairage
o 16A pour une ligne alimentant des prises simples
o 20A pour une ligne alimentant des prises spéciales
 Le disjoncteur « déclanche » et coupe le courant principal,si l’intensité excède
une valeur limite
En bref, le fusible sert de coupure partielle d’une ligne dans l’installation ;le
disjoncteur sert de coupure générale du circuit

Exercice d’application
Au domicile de Madame Rasoa, on lit sur le compteur : 220V-5A
L’installation électrique comprend ;
 4 lampes (220V-60watt) chacune
 Une prise de courant le tout en dérivation
Sur la prise,elle branche un fer à repasser portant les indicateurs (900W-220V)
1. qu’indique le chiffre : 900W
2. L’écrire en kilowatt
3. lorsque les 4 lampes sont allumées et que Mme Rasoa branche le fer à
repasser,le disjoncteur saute. Donner une explication
Réponse
1. indication sur fer à repasser (900W-220V) 900W c’est la puissance
nominale du fer à repasser
2. 900W = 0.9KW (0.9 kilowatt)
3. énergie consommée pour un repassage qui dure 30mn : EFe
tPEFe 
P = 900W = 0.9Kw : la puissance
t = 30mn = 1800s : la durée de repassage = 0.5h
EFe = 900W. 1800s = 1620000J = 450Wh = 0.45kWh
4. lorsque les 4 lampes sont allumées et le fer à repasser est branché, le disjoncteur
saute
Explication :
 U
U
P
l’intensité du courant traversant chaque apparei
 Pour les 4 lampes : Itotale = 4 I , soit
A08,127,0x4
220
60
Itotale 
 Pour le faire à repasser :IFe = 990W / 220V = 4.90A
Itotale + IFe = 1.08A +4.90A = 5.98A > 5A
 Sur le compteur : (220V-5A), 5.98A dépasse l’indication sur le compteur
Exercices 2
Un générateur G maintient au bon conducteur chimique une tension UAB. Positive
réglable (fig1).Par différentes valeurs de UAB nous mesurons l’intensité correspondance
R= Rouge
O=Orange
N=Noir
1. déterminer la valeur de la résistance R
2. compléter le tableau
UAB (V)
0
1
2
3
4
5
I (A)
0

3. tracer la caractéristique intensité tension de ce dipôle (échelle 1cm pour 1V, 1mm
pour 0.005A)
4. si on tourne le dipôle a-t-on même caractéristique ? Pourquoi
5. déterminer graphiquement la tension aux bornes du dipôle pour I= 0.3A
Exercices 3
Dans le tableau ci-après on donne la résistance ? R de l’ensemble constitué par 2
résistances, R1et R2 associé en série ou en parallèle
Indiquer pour chaque cas type d’association : série ou parallèle
R1 en Ω
R2 en Ω
R en Ω
Type d’association
680
820
1500
470
33
503
39
68
25
51
56
27
56
56
28
Exercices 4
On considère le schéma du circuit suivant :
1. que signifient les indications (1W ,5V) souscrite sur la lampe L
2. Dans ce circuit, placer un ampèremètre mesurant l’intensité du courant principal et
un voltmètre mesurant la tension aux bornes de la lampe L
3. la lampe fonctionnement normalement :
a. donner la valeur indiquée par l’ampèremètre
b. le générateur G présente entre ses bornes une tension de 9V
Calculer la tension UAB
c. sachant que R1 = R2 donner la valeur de RAB équivalent à R1 et
R2.Calculer la valeur de R1
Exercice 5
On veut déterminer la caractéristique d’un dipôle
1. faire le schéma de montage qui permet de déterminer cette caractéristique.
2. on fait varier l’intensité du courant qui traverse le dipôle et pour chaque valeur
de I on relevé la tension U qui existe entre ses bornes
Les résultats sont rassemblés dans un tableau
a. tracer la caractéristique de ce dipôle ; échelle : 1cm pour 12mA
1cm pour 0.5V
b. le dipôle utilisé est il un conducteur chimique ?justifier votre réponse ?
c. trouve à m’aide de caractéristique précédent la résistance R1 du dipôle
d’étude (arrondir la réponse au nombre entier le plus près)
I (mA)
0
12
36
////////////////////
72
U (V)
0
0.5
1.5
//////////////////
3