L`électricité, c`est avant tout une histoire de charges
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L’ELECTRICITE, QU’EST-CE QUE C’EST ? L'électricité, c'est avant tout une histoire de charges. Il existe deux types de charges, les charges positives et les charges négatives. Les charges de signe contraire s’attirent et celles de même signe se repoussent. Toute matière contient des charges. Lorsqu'un corps possède autant de charges positives que négatives, on dit qu'il est neutre. Si l'on modifie cet équilibre, il devient chargé. Il acquiert alors des propriétés attractives ou répulsives et interagit avec les corps chargés qui l'entourent. L'électricité décrit l'ensemble des phénomènes causés par les charges. On distingue généralement l'électricité statique ou électrostatique, qui traite de l'interaction de charges en équilibre, de l'électrocinétique qui traite de charges en mouvement dans un circuit électrique. Historiquement, la première avait déjà été mise en évidence par Thalès au VI° siècle avant JC tandis que la seconde ne connaîtra un véritable essor qu'après l'invention de la pile par Volta en 1800. L'électrostatique Contrairement à ce que pourrait laisser entendre son nom, l’électrostatique n’est pas une électricité statique. Bien au contraire, les charges sont sujettes à l’influence électrique de leurs semblables. Sous l’effet de cette influence, les charges se repoussent ou s’attirent suivant leur nature. Au brushing nos cheveux se dressent sur la tête, parce que chacun est un isolant de même charge qui repousse son voisin. Certains vêtements accumulent des charges statiques; dès qu'on touche un conducteur métallique (ou une autre personne), elles s'évacuent, ce qui crée un courant que nous percevons comme une décharge électrique (pas dangereux, mais plutôt désagréable !) Des charges s'accumulent aussi parfois entre deux conducteurs plats séparés par une couche d'isolant : cela constitue un condensateur qui peut stocker une petite quantité d'électricité. Électrocinétique L'électrodynamique que l'on associe communément à l'électricité, met en jeu des charges mais cette fois, en mouvement dans un circuit électrique de façon permanente. Elles forment alors un courant électrique. Pour que ce courant puisse exister, il faut que le circuit soit fermé et contienne au minimum un matériau conducteur pour guider les charges, un générateur (une pile, une dynamo, le secteur..) pour les animer et un récepteur pour les utiliser. Le générateur possède au moins deux pôles, un pole négatif et un pôle positif. Ces deux pôles mettent en mouvement des charges dans le circuit. Avec un générateur et un fil conducteur, on peut faire fonctionner toute une gamme de récepteurs : des ampoules, des appareils électroménagers, des puces d'ordinateurs, des transistors… A l'échelle atomique On peut aussi essayer de comprendre l'électricité en scrutant la matière à une échelle microscopique, celle de l'atome. Au centre de chaque atome, on trouve un noyau qui contient des particules appelées protons dont la charge est positive. Autour de ce noyau, tournoie un nuage d'électrons chargés négativement. Les protons et les électrons s'attirent, c'est ce qui maintient ces derniers dans le giron du noyau. Les électrons les plus faiblement liés sont susceptibles de sortir de cette " sphère d'influence ". Ils se déplacent alors dans la matière, se regroupent dans une direction privilégiée et peuvent parfois sauter jusqu'à l'atome voisin. La charge ou la répartition de charges du corps est alors modifiée. C'est ce déplacement de charges que nous nommons l'électricité.... QUELQUES INVENTIONS La pile a été inventée par le savant italien Alessandro Volta en 1800. Cette date constitua un tournant pour le siècle, mais également pour l’histoire de l’électricité. La pile de Volta est en effet la première source d’électricité qui permet d'avoir dans un circuit du courant continu. Elle doit son nom à sa forme originelle, un empilement régulier de disques de cuivre et de zinc séparés par un carton imprégné d’eau salée. Les disques de cuivre et de zinc sont appelés électrodes de la pile et la solution de sel, l’électrolyte. Ce sont les réactions chimiques entre ces différents composants qui vont donner naissance à de l’électricité. Comment cela se passe-t-il ? En contact avec la solution, l’électrode de cuivre perd des électrons et devient donc chargée positivement. C’est le pôle plus. À l’inverse, l’électrode de zinc se dissout dans la solution et garde des électrons. Cette électrode devient alors chargée négativement. C’est le pôle moins. Il existe une tension entre les deux pôles de la pile. Celle-ci est ainsi capable d’engendrer un mouvement continu d’électrons. Les électrons passent du pôle moins au pôle plus par le circuit électrique puis à l'intérieur de la pile du pôle plus au pôle moins par le biais de la solution qui constitue l'autre partie du circuit. La boucle est alors bouclée et l’électricité créée. La cathode se recompose en permanence car elle récupère des électrons amenés par le circuit pour reconstituer le cuivre ayant réagi avec la solution. Seule l’électrode de zinc est consommée. Le processus peut donc continuer jusqu’à ce que cette électrode soit complètement dissoute. La tension aux bornes de la pile dépend de la nature des éléments utilisés. En superposant plusieurs disques, Volta réussit à obtenir 24V. En 1866, le chimiste Georges Leclanché va améliorer ce système en substituant l’électrode de cuivre par une tige de charbon, et la solution de sel par une gelée d’oxyde de manganèse et de grains de charbon. La pile est ainsi plus compacte et surtout transportable. La pile moderne est née. Elle subira différents avatars : la pile ronde avec une tige de graphite au centre, les piles alcalines qui utilisent l’oxyde de mercure comme électrolyte, ou encore la pile bouton qui équipe nos montres et nos calculatrices Le télégraphe fut une des premières applications industrielles de l’électricité. Les premiers télégraphes s’apparentent à un gigantesque circuit électrique alimenté par une simple batterie. Un interrupteur permet d’ouvrir ou de fermer le circuit. Lorsque le circuit est fermé, le courant passe et se propage dans les fils. À l’autre bout de la ligne, un système de détection prévient l’opérateur du passage du courant. Le père de cette invention, Samuel Morse, mit également au point le célèbre alphabet de traits et points qui garda son nom. En voici un échantillon : On doit cette brillante et lumineuse invention à l’américain Edison et à l’anglais Swan. Les ampoules les plus courantes (celles des lampes de poche) sont dites "à incandescence". Un filament de tungstène (métal), long et fin, est chauffé par le passage d’un courant électrique. Lorsque sa température atteint 3000°C, il brille en émettant de la lumière. Ce filament est protégé de l’air, au contact duquel il brûlerait très rapidement, par une ampoule de verre scellée dans laquelle on a fait le vide puis introduit un gaz inerte comme l’argon ou le krypton, permettant d’éviter la détérioration du filament. En moyenne, une ampoule classique peut briller pendant mille heures. Sa puissance électrique se mesure en Watt. Plus le nombre est élevé, plus la lumière émise est forte, et la consommation d’électricité importante. On peut également produire de la lumière avec un tube fluorescent. Celui-ci na pas de filament mais enferme une petite quantité de gaz qui conduit l’électricité. Si on applique une tension aux bornes de ce tube, le gaz émet une lumière ultraviolette invisible qui éclaire une mince couche d’enduit luminescent (généralement du phosphore) déposée sur la paroi interne du tube. Sous l’effet de cette irradiation, l’enduit émet alors de la lumière. Pour répondre à la consommation croissante d’électricité, il a fallu inventer et construire des usines capables de produire de l’électricité en grande quantité. En France, les trois principaux modes de production sont les centrales nucléaires, les centrales thermiques à combustibles fossiles (charbon, pétrole, gaz) et les centrales hydroélectriques. La turbine et l’alternateur sont les deux pièces maîtresse de ces générateurs d’électricité. Dans le cas des usines thermiques, la turbine est entraînée par la vapeur produite dans les chaudières où l’on brûle les combustibles, alors que dans le cas des usines hydroélectriques, la turbine est animée par la force de l’eau. La turbine est couplée à un alternateur, un grand aimant cerclé dune bobine, qui va produire un courant alternatif en tournant. Une fois le courant produit, il doit être amené jusque chez le consommateur À la sortie de la centrale, un premier transformateur, un survolteur, augmente la tension du courant à 400 ou 800 000V. Ceci permet de minimiser les pertes d’énergie pendant le transport. Près du point de livraison, un deuxième transformateur, un sous volteur, fait l’opération inverse : il abaisse la tension du courant pour la mettre aux normes du réseau domestique. Il existe d’autres manières de produire de l’électricité : les panneaux solaires transforment la lumière du soleil en électricité, les éoliennes utilisent la force du vent, les usines marémotrices celle des marées, la géothermie exploite les gisements d’eau chaude stockés dans le sous-sol terrestre (géothermie), tandis que les usines à biomasse utilisent les déchets comme source d’énergie En 1911, le physicien néerlandais Heike Kamerlingh Onnes découvrait que, pour certains métaux, un changement brusque de leurs propriétés physiques se produit quand on les refroidit à des températures extrêmement basses, à peine quelques degrés au-dessus du zéro absolu (correspondant à - 273 °C). En particulier, la résistance électrique de ces matériaux devient inférieure à toute valeur mesurable, de sorte qu'un courant électrique continu peut y circuler sans dissipation d'énergie, donc quasi indéfiniment. On dit qu'il y a transition de l'état normal (c'est-à-dire conducteur) à l'état supraconducteur. Cette transition intervient à une température qualifiée de " critique ". Dans un métal normal, les atomes, régulièrement disposés au sein d’un réseau, libèrent les électrons qui leur sont les moins liés, chaque atome devenant de ce fait un ion positif. Ces électrons, appelés électrons de conduction, peuvent se déplacer de façon assez libre à l’intérieur du solide. Leur mobilité leur permet de transporter un courant électrique au sein du métal, ce qui ne se fait pas sans perte. Une résistance électrique existe, qui provient des collisions que ne manquent pas de subir ces électrons avec le réseau. Les atomes vibrent autour de leur position moyenne, de sorte que le réseau est parcouru d'ondes de vibration. Or la physique quantique attribuant à ces ondes, comme à toutes les autres, un aspect corpusculaire, on peut leur associer des corpuscules, appelés photons (qui sont aux ondes de vibration de ce que les photons sont aux ondes électroniques). C'est avec ces corpuscules associés aux ondes de vibration du réseau que les électrons de conduction entrent en collision et échangent de l'énergie. Mais dans un métal à l'état supraconducteur, tout se passe comme si les électrons se trouvaient soudainement libérés de toute interaction avec le réseau, la résistance électrique devenant nulle. Les physiciens ont vite été convaincus que la supraconductivité ne pouvait être qu'un phénomène d'origine quantique. En 1950 fut émise l'idée que les électrons de conduction dans un métal pouvaient interagir entre eux par le biais du réseau atomique. Il fallut sept années d'efforts pour construire autour de cette idée une théorie microscopique satisfaisante de la supraconductivité. Elle s'appelle la théorie BCS, d'après les initiales de ses inventeurs : John Bardeen, Leon N. Cooper et John Schrieffer (tous trois prix Nobel de physique en 1972). Cette théorie explique qu'à très basse température, les électrons s'apparient, en quelque sorte se mettent en couple. On dit qu'ils forment des paires de Cooper. Cet état, sinon conjugal, du moins ordonné résulte de l'existence d'une attraction entre électrons par l'intermédiaire de vibrations du réseau atomique, qu'on peut schématiser ainsi : un électron de conduction se déplaçant dans le métal provoque sur son passage une déformation locale et momentanée du réseau par l'attraction qu'il exerce sur les ions positifs. Ces ions se déplaçant, ils créent un excédent de charge positive. Un deuxième électron sera soumis à cet excédent de charge positive qui a fait écran à la charge négative du premier électron. Comme les électrons circulent beaucoup plus vite que les ions (qui sont nettement plus lourds), le deuxième électron sent l'effet prolongé de la charge positive quand le premier électron est loin de lui. L'interaction entre les deux électrons a donc une grande portée. Les paires d'électrons ainsi formées se déplacent sans dissipation d'énergie dans le réseau cristallin. Les électrons sont des fermions, c'est-à-dire des particules qui ne peuvent se trouver au même endroit dans le même état physique. Mais la véritable explication théorique de la supraconductivité à très basse température repose sur le fait que les paires de Cooper, constituées de deux électrons, forment en définitive des bosons qui, eux, peuvent s'agglutiner en grand nombre dans le même état physique, en l'occurrence l'état de plus basse énergie. Elles ne peuvent alors pas perdre d'énergie par dissipation, et se propagent donc sans résistance. Tout se passe comme si, pour elles, tous les mécanismes de perte avaient disparu. Cette grégarisation d'un grand nombre d'électrons appariés dans un seul et même état physique est ce que les physiciens appellent une condensation de Bose-Einstein. Faisant référence à cette explication, de très nombreux physiciens étaient convaincus que le mécanisme de la supraconductivité ne permettait pas d'obtenir des températures critiques supérieures à une trentaine de kelvins (au-delà, l'agitation thermique casse les paires). C'est pour cette raison que la découverte des Suisses Johannes Georg Bednorz et Karl Alexander Müller, en 1986, a connu un retentissement considérable : la supraconductivité était découverte dans un oxyde synthétique de cuivre, lanthane et baryum à une température critique de 35 K (- 238 °C), plus élevée que toutes celles connues jusqu'alors. Une température critique supérieure à la température de l'azote liquide (77 K, soit - 196 °C) fut rapidement atteinte dans un oxyde similaire. L'espoir est ainsi né de pouvoir synthétiser des supraconducteurs à température ambiante, bien qu'aucune théorie satisfaisante n'ait encore donné la clé de cette " supraconductivité à haute température ". "Le Trésor, dictionnaire des sciences" © Flammarion 1997 Sécurité L'électricité vous fait peur ? Le texte qui suit explicite les notions introduites au primaire ainsi que les mesures de sécurité à prendre. Les dangers sont nuls si vous utilisez uniquement des piles électriques du commerce de tension 1,5 V, 4,5 V ou 9 V. En revanche, il ne faut pas utiliser la tension du secteur (220 V) en classe, car les dangers sont réels si on ne prend pas des précautions. Il est bon de mettre en garde les élèves contre ces dangers et de donner les consignes de sécurité élémentaires. Que faut-il savoir sur les circuits électriques ? a) Circuit fermé Un circuit électrique est constitué d'une suite continue d'objets comprenant, par exemple, une pile (générateur), des fils électriques, un interrupteur, des ampoules, éventuellement un moteur. Ces objets, reliés entre eux, forment au moins une boucle fermée. Dans une boucle fermée, la pile permet à l'électricité de circuler. Cette circulation a lieu si : - la pile est en bon état - dans la boucle, les contacts entre objets différents sont de bonne qualité - les objets sont suffisamment conducteurs, et permettent à l'électricité de circuler. Si la boucle est coupée, le circuit est ouvert et la pile ne peut plus assurer la circulation de l'électricité. Un interrupteur permet de fermer ou d'ouvrir un circuit. Il est instructif d'observer une ampoule dont le globe a été brisé afin de pouvoir repérer le trajet que suit l'électricité (figure 1). figure 1 : ampoule sans globe de verre. Les pointillés correspondent aux fils à l'intérieur du culot. Attention, ne pas demander aux enfants de casser le globe des ampoules, car cela peut présenter des dangers. b) Conducteurs et isolants À l'école primaire, pour des raisons de sécurité, ne sont utilisées que des piles. Le détecteur de courant le plus simple est une ampoule électrique : pour savoir si un objet est bon conducteur ou non, on le place dans la boucle d'un circuit électrique et on regarde si l'ampoule brille bien ou pas. C'est évidemment une détection qualitative mais suffisante à l'école primaire. Il faut dire aux enfants de ne pas faire la même chose avec l'électricité domestique. En effet, le corps humain et l'eau risquent d'être classés comme mauvais conducteurs car l'ampoule ne brille pas. Cependant ces deux corps ne sont pas totalement isolants. Ils sont simplement moins bons conducteurs que le cuivre mais meilleurs conducteurs que la plupart des matières plastiques. Mais ils sont suffisamment conducteurs pour être à l'origine d'accidents par électrisation. Lorsqu'ils sont mortels, ces accidents sont appelés électrocutions. Il ne faut jamais utiliser un appareil électrique avec les pieds ou les mains dans l'eau ou même mouillés. L'électricité domestique est aussi utile que dangereuse. Dans les installations en bon état et aux normes actuelles, les prises électriques ont une sécurité à éclipses qui empêche d'introduire un objet métallique autre que la fiche d'un appareil électrique. c) Circuit série, circuits dérivés Un circuit série est un circuit électrique constitué d'une seule boucle. (figure 2). Figure 2 : circuit série simple Sur cette figure on voit apparaître en rouge un trajet que peut suivre l'électricité. Cependant, si la partie du trajet extérieur à la pile est bien défini car suit les fils, le trajet intérieur à la pile n'est pas connu de façon précise, c'est pourquoi la partie intérieure de la pile a été " rougie ". A ce niveau, tout trajet interne à la pile partant de l'une des bornes pour arriver à l'autre est acceptable. Quand il y a, dans un circuit série, plusieurs ampoules identiques, elles brillent toutes de la même façon, quelle que soit leur place dans le circuit. Cependant, une ampoule unique d'un circuit série brille plus que chacune des ampoules d'un circuit série comprenant plusieurs ampoules. Dans certaines guirlandes de Noël, toutes les ampoules sont en série, il suffit que l'une d'elles grille pour que toutes les autres ampoules s'éteignent. Le circuit est alors ouvert. Des circuits dérivés comportent plusieurs boucles (ici sur la figure 3, il y a deux boucles) Figure 3 : circuits dérivés Dans le cas de la figure 3 on voit comme pour la figure 2 le chemin suivi par l'électricité avec le même type de représentation que pour la figure 2. De plus, si toutes les ampoules sont identiques et en bon état, chacune brille autant que celle du circuit série de la figure 2. d) Intensité du courant électrique, tension, énergie électrique À l'école primaire, on ne définit ni la tension, ni le courant électrique, ni l'intensité du courant, ni l'énergie électrique. Cependant, il peut être utile à l'enseignant de distinguer ces grandeurs physiques. Dans la boucle fermée d'un circuit électrique série, il y a circulation d'électricité. À l'école primaire, il est inutile de chercher dans quel sens circule l'électricité. C'est sans intérêt et aucune expérience simple ne permet de le trouver . En revanche, il est intéressant de rechercher le chemin que peut suivre l'électricité, sans se préoccuper de son sens de déplacement. L'important est de savoir que l'électricité ne peut circuler que si ce circuit forme une boucle fermée. Dans un circuit qui comporte une pile et des ampoules électriques, les lampes brillent de la même façon quel que soit le sens de connexion de la pile. Dans des circuits comportant des composants plus compliqués, le sens de connexion de la pile est toujours précisé, il a donc de l'importance. Voir, par exemple les postes à transistors, réveils, baladeurs Quelque chose, qu'on appelle électricité circule dans ce circuit fermé. Rien ne circule lorsque le circuit est ouvert. L'intensité du courant électrique est mesurée par la quantité d'électricité qui passe par unité de temps en un point quelconque du circuit série. Quel que soit le point du circuit concidéré dans un circuit série donné le courant a la même valeur partout. C'est très important. Prenons une analogie, celle d'un petit train, analogie un peu compliquée pour les élèves. Il n'est pas conseillé d'introduire tout ce qui suit aux élèves. Figure 4 Des rails reliés entre eux forment une boucle. Sur ces rails sont placés des wagons, reliés les uns aux autres, le tout formant une chaîne continue de wagons. C'est l'analogue du circuit électrique. Imaginons maintenant qu'il y a des ouvriers (placés à un endroit du circuit) qui poussent ensemble et de façon continue les wagons. Ils sont l'analogue de la pile électrique, caractérisée par sa tension : 1,5 V ou 4,5 V. Dès que les ouvriers commencent à pousser, tous les wagons se mettent à bouger en même temps. Si on place des observateurs en différents endroits de ce circuit et que chacun de ces observateurs compte le nombre de wagons qui passent devant lui pendant la même durée, chacun trouvera la même valeur : c'est l'analogue de l'intensité du courant électrique. L'énergie, elle, est représentée par le travail fourni par les ouvriers. On voit bien que l'intensité du courant électrique et l'énergie sont reliées. En effet, si les ouvriers poussent moins fort, le nombre de wagons qui passent par unité de temps en un point est plus petit. Si les ouvriers sont fatigués (la pile est usée), ils poussent avec beaucoup moins d'énergie les wagons, ce qui les fait aller moins vite : ainsi, le nombre de wagons qui passent par unité de temps en un point diminue (la valeur de l'intensité du courant diminue). C'est aussi ce qui se produit si, dans un circuit donné, on remplace une pile 4,5 V par une pile 1,5 V. Par ailleurs, si les freins d'un wagon sont serrés, il y a une plus grande résistance au mouvement et, en fournissant le même effort que lorsque aucun frein n'était serré, les wagons se déplaceront moins vite : la valeur de l'intensité est plus faible. Raisonnements des élèves Lorsqu'on demande à un élève d'allumer une ampoule avec une pile, il met parfois l'ampoule en contact avec une seule lame de la pile (pile plate) et constate alors que l'ampoule ne s'allume pas. Par hasard ou par tâtonnement, il finit par la faire briller. Mais ceci ne signifie pas pour autant que l'élève a assimilé le fait qu'il doit y avoir un circuit fermé. Ensuite, lorsque l'élève sait réaliser un circuit fermé et qu'on lui demande d'expliquer ce que fait l'électricité (ou pourquoi l'ampoule brille), a) les enfants commencent souvent par raisonner (de façon incorrecte) en termes de courants " antagonistes ": De l'électricité quitte chaque borne de la pile pour se rencontrer dans l'ampoule (pour certains élèves, c'est cette rencontre qui explique que l'ampoule brille). Certains enseignants pensent qu'en introduisant un moteur, cela fera prendre conscience aux enfants que cela ne se passe pas ainsi. Bien souvent il n'en est rien, beaucoup d'enfants continuant à penser en termes de courants antagonistes : dans le cas du moteur, ils expliquent que ce qui quitte l'une des bornes est plus fort que ce qui quitte l'autre, d'où le sens de rotation du moteur Il est difficile d'aller à l'encontre de cette explication au cycle 2. Faire dessiner le chemin suivi (il faut que ce chemin forme une boucle fermée) par l'électricité est un premier pas, mais nettement insuffisant. Ensuite, on peut essayer de proposer aux enfants des situations physiques qu'il est quasi impossible d'expliquer en termes de courants antagonistes, comme par exemple un circuit série avec trois ampoules identiques. Un moyen efficace serait de faire l'expérience historique réalisée par Oersted en 1820, qui est à l'origine de l'unification de l'électricité et du magnétisme, c'est à dire d'utiliser une boussole comme détecteur de courant. (un lien existera ultérieurement vers l'expérience d'Oersted) Cette expérience n'est pas conseillée à l'école primaire car assez délicate : il faut une intensité de courant électrique suffisante et placer les boussoles très près du circuit sans qu'elles ne puissent s'influencer l'une l'autre. b) les enfants pensent plus tard que l'électricité va bien d'une borne de la pile à l'autre mais pensent qu'il y a moins d'électricité après l'ampoule qu'avant, car l'ampoule consomme de l'énergie. Demander aux enfants de réaliser un circuit série comprenant plusieurs ampoules identiques permet de leur faire constater que les ampoules brillent toutes de la même façon. Les enfants vont vite s'apercevoir qu'une explication en termes de courant qui diminue après le passage dans une ampoule est incompatible avec le résultat observé En général, les piles ou les accumulateurs ne présentent aucun danger. En revanche, en utilisant le courant électrique dans les installations domestiques, on s'expose à deux risques majeurs : l'électrocution et la surintensité. Qu'est-ce que l'électrocution ? Le corps humain n'est pas un bon conducteur de l’électricité mais dans certaines circonstances, il l'est suffisamment pour qu’un courant le traverse. Si l’intensité d’un courant atteint 20mA, (soit dix fois moins que l’intensité nécessaire pour faire briller une lampe de poche) il y a déjà danger. Mais le danger n’est réel que si la tension dépasse le seuil de sécurité de 24V, que le contact électrique est maintenu et que le circuit est fermé (donc que le courant circule) Lorsque la tension est plus élevée, par exemple à la sortie du secteur (en France, cette tension est fixée à 220V), le risque n'est que plus grand. Il existe plusieurs niveaux d'électrocution : la contraction locale des muscles, la contraction des muscles respiratoires avec risque d'asphyxie, la fibrillation du cœur qui peut provoquer l'arrêt de la circulation sanguine. On peut craindre plusieurs cas de figure : une personne peut être électrocutée si elle touche les deux fils dénudés ou les deux bornes d'un appareil. Son corps devient alors un élément du circuit électrique et est traversé par le courant. Mais, l'électrocution guette également la personne qui touche le seul fil de phase (cf. glossaire) et qui est en contact avec la terre. Enfin une dernière possibilité d'électrocution guette celui qui touchera la carrosserie métallique d'un appareil présentant un défaut d’isolation de son circuit électrique et n'ayant pas été relié à la terre. Comment se protéger ? Des précautions simples à respecter (ou à faire respecter) doivent permettre d’éviter tout risque d'électrocution : ne jamais utiliser un appareil lorsqu'une partie est ou peut être en contact avec de l'eau (proscrire l'utilisation du sèche cheveux, du rasoir électrique ou du téléphone dans la baignoire !), ne jamais tenter de réparer un appareil électrique sans lavoir débranché ou sans avoir coupé le courant au préalable, s'assurer du bon état des cordons d'alimentation des appareils et éviter de les débrancher en tirant sur le fil, installer des prises de sécurité ou des cache-prises pour protéger les enfants, éviter les rallonges électriques, respecter les consignes d'installation prescrites par Electricité de France : mise à la terre des châssis métalliques des gros appareils ménagers (fiche de terre), avoir un disjoncteur différentiel en tête de l'installation. Qu'est ce que la surintensité ? Un conducteur dans un circuit fermé peut laisser passer sans dommage un courant électrique qui dépend de sa section. Si l'intensité de ce courant est trop élevée, le conducteur s'échauffe et sa gaine isolante peut s'enflammer et provoquer un incendie. Comment protéger les installations ? Le disjoncteur est une bonne protection de l'installation générale notamment en cas de courtcircuit. Les installations électriques possèdent également un système de protection différenciée : les fusibles, encore appelés les plombs. Ce sont des portions de circuit qui fondent pour une valeur précise de l'intensité du courant, valeur adaptée aux appareils qu'ils protègent. Dans les installations domestiques, les fusibles sont placés sur le fil de phase. Ils sont souvent regroupés en un tableau près du disjoncteur. Outre ces appareils essentiels à la sécurité d'une installation électrique, il existe certaines précautions à respecter : ne pas alimenter trop d'appareils sur une même prise. En effet, la somme des intensités demandées par les appareils peut conduire à un échauffement dangereux, ne pas laisser la possibilité aux enfants d'introduire des objets métalliques dans les bornes d'une prise, ne pas brancher un jouet électrique directement sur le secteur, vérifier l'état des cordons d'alimentation (éviter les fils dénudés) et des contacts électriques, ne pas remplacer un fusible défectueux par un autre de plus grande valeur ou par un morceau métallique non calibré.
