Installation électrique domestique

2 Bac Pro date :
Ph. Georges Sciences 1/4
Comment est constituée une installation domestique ?
Sur une feuille vierge comportant le titre et la date.
Recherche individuelle :
Mise en commun :
Latin : la racine « Domus » du mot domestique signifie maison.
I- Protection des personnes
Seul, le disjoncteur différentiel ne sert à rien. Nous l’avons expérimenté !
Une « bonne terre » est absolument indispensable pour la protection des personnes.
En Plus : un interrupteur différentiel détecte la différence d'intensité du courant dans la phase et dans le
neutre. Le différentiel est constitué de deux électro-aimants antagonistes, parcourus respectivement par le
courant de la phase et par celui du neutre, qui s'équilibrent. S'il y a une fuite de courant, vers la terre ou vers
une personne, il ya aura déséquilibre des deux courants, et donc déséquilibre des forces exercées par les deux
électro-aimants, entraînant la coupure du courant total par disjonction.
Typiquement, les différentiels des tableaux électriques domestiques sont calibrés pour réagir a une différence
d'intensité de 30 mA, qui est le seuil dangereux sous 230 V pour les personnes.
En Plus : la « barrette de terre » permet d'isoler la « terre » de la maison afin de pouvoir mesurer la résistance
de la prise de terre : c’est une « barrette de mesure » pour le contrôle de la qualité de la terre, du coté du
piquet ou de la boucle (encore faut-il que les tuyaux enterrés n'y soient pas connectés !).
II- Tension du secteur
Le distributeur d’électricité (EDF, SUEZ…) fournit une tension alternative sinusoïdale 230 V, 50 Hz.
Tension : grandeur électrique d’unité le volt de symbole V.
Alternative : valeurs positives et négatives
Sinusoïdale : la forme du signal électrique est une sinusoïde
230 V : valeur efficace de la tension électrique
50 Hz : fréquence du signal électrique d’unité l’hertz de symbole Hz
1. L’expérimentation
Pour des raisons de sécurité, on considère un signal électrique de moins de 50 V.
 Mesure du signal à l’oscilloscope
L’oscilloscope est un appareil de mesures (il ne fournit pas d’énergie au circuit)
Il permet de représenter la forme du signal électrique en considérant les deux grandeurs : le temps et la
tension. Le temps est représenté en abscisse et la tension en ordonnée.

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2. Les mesures
Le générateur est sur la position 6V, alternatif.
 Le signal est périodique suivant l’axe horizontal des abscisses : l’axe du temps. Un motif de base est
reproduit à l’identique. La durée de ce motif de base est la période T.
T = 4 div 5 ms/div soit T = 20 ms ou T = 20.10 – 3 s
On en déduit la fréquence f. La fréquence est le nombre de périodes comptabilisées pendant une durée. La
relation entre ces deux grandeurs est : f =
Error!
f =
Error!
soit f = 50 Hz
 La tension maximum relevée sur l’axe des ordonnées :
;U = 1,8 div 5 V/div soit ;U = 9 V
On ne retrouve pas la valeur 6 V sélectionnée sur le générateur.
 La mesure de la tension avec un voltmètre donne : U = 6,36 V
Cette valeur correspond environ à celle sélectionnée : c’est la valeur efficace de la tension.
3. L’interprétation
 Le rapport entre les deux valeurs de la tension donne :
Error!
=
Error!
soit
Error!
1,41
Le rapport entre les valeurs maximum et efficace de la tension est égal à 2 :
Error!
=
Error!
.
L’oscilloscope permet la mesure de la valeur maximum alors que le voltmètre mesure la valeur efficace
de la tension.
III- Installation électrique
Les agents du distributeur d’électricité relient l’habitation au réseau électrique. Ils branchent deux fils sur le
compteur électrique de l’habitation.
Les deux fils sont la phase et le neutre. Le fils de neutre est toujours gainé en bleu.
Remarque : le fil de terre est toujours jaune-vert.
1. Bornes d’une prise de courant avec terre
Une prise de courant est composée de deux bornes femelles, la « phase » et le « neutre » et d'une borne mâle
(la tige en métal) reliée à la Terre.
La tension aux bornes de la Phase (P) et du Neutre (N) est égale à la tension du secteur qui est : UPN = 230 V.
Expérimentation (par le professeur pour des raisons de sécurité)
La mesure de UPN ne permet pas de distinguer la Phase du Neutre.
La borne mâle reliée à la terre a un potentiel électrique nul. On réalise les mesures de la tension entre les deux
prises femelles et la prise de Terre : seule, la tension entre la prise de Terre et la prise Neutre est nulle (0 V).
Faire un schéma et noter les valeurs mesurées :

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2. Branchement des appareils domestiques.
Tous les appareils de la maison que l’on branche sur le secteur ont une tension d’usage voisine de 230 V. Pour
que les appareils puissent tous être alimentés par cette tension et que leur fonctionnement soit indépendant les
uns des autres, ils sont montés en dérivation.
Dans une installation électrique domestique, les récepteurs (lampes, four, lave linge, aspirateur...) sont
montés en dérivation.
Remarque : plus on met d’appareils en service,
plus l’intensité du courant traversant le circuit
principal augmente.
3. Danger de l’électricité
 Pour les personnes : l'électrisation
Le corps humain, soumis à une tension, peut-être traversé par un courant électrique. La résistance du corps
humain diminue s’il est humide, donc l’intensité du courant qui le traverse augmente avec l’humidité.
Un courant d’intensité supérieure à 30 mA peut devenir dangereux.
Une tension est dangereuse si sa valeur efficace dépasse 24 V dans les locaux humides ou 50 V dans les
locaux secs.
La tension du secteur, de valeur efficace 230 V, est donc dangereuse.
L’électrisation peut se produire par contact du corps humain avec la phase d'une prise de courant : le circuit se
referme par la Terre en passant par le corps.
Attention : L’électrocution est le décès d’une personne suite à un contact électrique.
On protège les personnes d'une électrocution à l’aide d’une prise de Terre et d’un disjoncteur différentiel de
30 mA. Ce dernier compare en permanence l'intensité du courant qui entre dans l'installation de celle qui en
ressort. S'il existe une différence de plus de 30 mA, le disjoncteur ouvre le circuit.
 Pour les installations : l’incendie
L’augmentation d’intensité dans les conducteurs peut les porter à l’incandescence et provoquer un incendie.
Le risque d’incendie est évité à l’aide d’un disjoncteur thermique (d’un fusible dans les installations
anciennes) à maximum d’intensité qui ouvre le circuit. Les disjoncteurs utilisent l'effet thermique du courant
pour déformer un bilame métallique.

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Alors qu’il faut remplacer le fusible, il suffit de réarmer le disjoncteur par un levier quand il a sauté pour le
remettre en service.
Les disjoncteurs sont calibrés pour couper le courant quand l'intensité dépasse une valeur donnée : calibre de
32 A (cuisinière électrique), 20 A (gros électroménager et radiateurs), 16 A pour les prises électriques et 10 A
pour les points d'éclairage.
Vocabulaire :
Si le fil de phase entre en contact avec le fil neutre ou avec la terre, il y court-circuit.
Si un trop grand nombre d’appareils électriques est branché sur la même prise, l’intensité dans les fils
devient trop forte : il y a surintensité.