Les disjoncteurs

Thème 7:
L’électricité
domestique
Que font les
transformateurs?
Que font les
transformateurs?
 Les transformateurs:
 Élèvent la tension afin de l’acheminer sur de
longues distances.
 Abaissent la tension pour les maisons
(ordinairement à 120 V).
L’électricité qui entre
dans ta maison
 Le compteur montre la quantité
d’électricité totale utilisé.
 Les disjoncteurs (breakers) sont les
interrupteurs principaux.
 Ils sont des “coupe-circuits” qui peuvent
isoler la maison de l’énergie provenant de
l’extérieur.
Les disjoncteurs
 Si l’électricité dans le circuit excède la
limite, le disjoncteur chauffe, se courbe et
bloque le courant.
 Quand c’est refroidit, tu peux
réenclencher le disjoncteur.
 Ils sont organisés dans un panneau de
disjoncteurs.
Les disjoncteurs
 Chaque disjoncteur contient:
 Le fil neutre (blanc isolé) – sous tension.
 Le fil chargé (noir isolé) – sous tension.
 Le fil de mise à la terre (cuivre recouvert d’un
isolant vert) – enlève la tension d’excès.
 Figure 44.4, p.320.
La boîte à fusibles
 Seulement dans les maisons plus
anciennes.
 Le fusible fond et brise quand l’énergie
excède la limite (“blow a fuse”).
 Ensuite, tu devras changer le fusible.
Les circuits de dérivation
 Chaque groupe de charges possède un
disjoncteur secondaire.
 Exemple:
 4 prises électriques (plugs).
 On peut dessiner un circuit de dérivation
pour montrer comment les disjoncteurs
sont branchés.
Les circuits de dérivation
Les circuits de dérivation
 Figure 4.45, p.320.
 Commence avec:
 L’alimentation en électricité
 Le disjoncteur principal
 La mise à la terre
 Ajoute:
 3-4 charges pour chaque disjoncteur.
Activité: p.321
 Fais un estimation des dimensions de ta
chambre et suis les directions.
 Répond à toutes les questions.
Le code de l’électricité
 Les normes et les règles.
 Ça prévient:
 Les incendies
 Les dangers humains
 Le dommage aux appareils mécaniques
Les dispositifs numériques
 Le code binaire est une succession de
signaux “1” et “0” (ouvert ou fermé).
 Le circuits logiques comprennent
seulement des codes dans ce format.
 Le transistor est un commutateur qui
commande en code binaire.
 Une calculatrice contient des milliers de
transistors.
Comment calculer la
puissance





Puissance (P)  mesurée en watts (W).
Énergie (E)  mesurée en joules (J).
Temps (t)  mesuré en secondes (s).
Courant (I)  mesuré en ampères (A).
Tension (V)  mesurée en volts (V).
Comment calculer la
puissance
 Pour convertir le temps en secondes:
 minutes  secondes: x 60
 Heures  secondes: x 60 x 60
 Pour convertir mA en A:
 X 1000
 Pour convertir W en kW:
 / 1000
Comment calculer la
puissance
 P = E/t
 E = Pt
 t = E/P
Comment calculer la
puissance
 P = IV
 I = P/V
 V = P/I
Exercise #1
 Quelle est la puissance (en watts et en
kilowatts) d’un séchoir à cheveux utilisant
un courant de 10 A pour fonctionner sur
un circuit de 120 V?
 P = IV
 P = (10 A)(120 V)
 P = 1200 W = 1,2 kW
Exercise #2
 Un téléviseur à écran de 68,5 centimètres
absorbe un courant maximal de 2 A. S’il
est branché à un circuit de 120 V,
combien de puissance consommera-t-il?
 P = IV
 P = (2 A)(120 V)
 P = 240 W
Exercise #3
 Un four à micro-ondes de 900 W absorbe
7,5 A pour fonctionner. Quelle est la
tension du circuit auquel le four est
raccordé?
 V = P/I
 V = (900 W) / (7,5 A)
 V = 120 V
Exercise #4
 Une lampe de poche utilisant deux piles
de 1,5 V contient une ampoule qui peut
soutenir un courant allant jusqu’à 0,5
ampères. Quelle serait alors la puissance
maximale de l’ampoule?
 P = IV
 P = (0,5 A)(3,0 V)
 P = 1,5 W
Les Ampoules à Incandescence vs. Halogènes
vs. Fluorescentes (p.328)
Quelle est la différence entre ces trois genres de
lumières par rapport au rendement?
 Incandescence – ils éclairent la plupart
des maisons avec un rendement de 5%.
95% de l’énergie électrique est perdue
comme chaleur lorsque le courant
traverse le fil dans l’ampoule.
 Halogène (contient un gaz a haute
pression et des traces d’iode) – ils
peuvent fonctionner à une très haute
température. Mais, ils ont un rendement
d’environ 15%. Ils perdent beaucoup
d’énergie et présentent un risque
d’incendie. Mais, ils ont une durée de vie
2 à 6 fois plus longue que les ampoules à
incandescence.
 Fluorescentes (contient la vapeur de
mercure) – ils fonctionnent à une
température très basse ce qui veut dire
une perte d’énergie très basse. Ils ont un
rendement d’environ 20% et une durée
de vie 10 à 13 fois plus longue des
ampoules à incandescence. Donc, un
moindre effet sur l’environnement.
Comment trouver les
kilowattheures
 Un kilowattheure réprésente le montant
d’électricité utilisé au cours du temps.
 kW·h = (kW)(h)
 Pour trouver les kW:
 Divise les W par 1000.
Comment trouver prix de
l’énergie
 Multiplie le nombre de kilowattheures par
le coût de chaque kW·h.
Exemple #1
a) Si un réfrigérateur nécessite une
puissance de 700 watts pour
fonctionner, de quelle puissance en kWh
aura-t-il besoin pour une période de 30
jours?



h = (30 jours)(24 heures/jour) = 720 h
kW = (700 W) / 1000 = 0,7 kW
kWh = (0,7 kW)(720 h) = 504 kW·h.
Exemple #1
b) Si l’électricité coûte 11¢ par
kilowattheure, combien cela coûtera-t-il
de faire fonctionner le réfrigérateur
pendant cette période?

(504 kW·h)(11¢ / kW·h) = 5544 ¢

Prix = 55,44$
Exemple #2
a) Une propriétaire fait l’inventaire de 42
ampoules électriques (100 W) utilisées
dans son domicile. Si toutes les
ampoules restent allumées durant une
période de cinq heures par jour,
combien de kilowattheures seront-ils
consomées en 30 jours?
 h = (30 jours)(5 heures/jour) = 150 h
 kW = (42)(100 W) / 1000 = 4,2 kW
 kWh = (4,2 kW)(150 h) = 630 kW·h.
Exemple #2
b) Si l’électricité coûte 11¢ par
kilowattheure, combien cela coûtera-t-il
de faire fonctionner le réfrigérateur
pendant cette période?

(630 kW·h)(11¢ / kW·h) = 6930 ¢

Prix = 69,30$
Exemple #2
c) Combien d’argent la propriétaire
économiserait-elle si elle remplaçait toutes les
ampoules par d’autres à économie d’énergie
de 52 W?
 h = (30 jours)(5 heures/jour) = 150 h
 kW = (42)(52 W) / 1000 = 2,184 kW
 kWh = (2,184 kW)(150 h) = 327.6 kW·h.
 (327.6 kW·h)(11¢ / kW·h) = 3604 ¢
 Prix = 36,04$
 Différence = 69,30$ - 36,04$ = 33,26$
Exemple #3
a) Robert possède une chaîne stéréo qui,
fonctionnant sur le 120 V, consomme un
courant de 2,5 A. Combien de
puissance la chaîne de Robert a-t-elle
pour fonctionner?


P = IV
P = (2,5 A)(120 V) = 300 W.
Exemple #3
b) Si Robert faisait fonctionner sa chaîne
stéréo en moyenne cinq heures par jour,
combien d’électricité consommerait-il sur
une période de 30 jours?
h = (5 heures/jour)(30 jours) = 150 h
kW = (300 W) / 1000 = 0,3 kW
kWh = (0,3 kW)(150 h) = 45 kW·h.
EnerGuide (p.326)

Combien d’énergie est utilisé par:

Une sécheuse?

Un téléviseur couleur?

Une machine à laver?

Un chauffe-eau électrique?
Les compteurs
Comment calculer le
rendement

Rendement = Énergie de sortie /
Énergie d’entrée x 100%

Souviens que l’énergie est mesurée en
Joules (J).
Exemple #1





Trouve le rendement d’une ampoule
fluorescente de 23 W utilisée quatre heures
par jour et qui produit pendant cette
période 6,624 x 104 J d’énergie lumineuse
utile.
Temps = (4 h)(60 min/h)(60 sec/min)
Temps = 14400 s.
E = Pt = (23 W)(14400 s) = 331200 J.
Rendement = (6,624 x 104 J )/(331200 J) x
100% = 20%.
Exemple #2





Une ampoule à incandescence de 100
watts produit environ 6,624 x 104 J sur
une période de quatre heures. Quel est
le rendement de cette ampoule?
Temps = (4 h)(60 min/h)(60 sec/min)
Temps = 14400 s.
E = Pt = (100 W)(14400 s) = 1440 000 J.
Rendement = (6,624 x 104 J )/(1440
000J) x 100% = 4,6%.
Exemple #3

En te basant sur tes réponses aux
questions 1 et 2, combien d’argent
économiseras-tu en un mois de trente
jours si tu remplaces 25 des ampoules à
incandescence de 100 W par les
ampoules fluorescentes de 23 W?
Garde à l’esprit que les ampoules
fonctionnent quatre heures par jour et
que l’électricité coûte 10 ¢ par
kilowattheure.
Exemple #3

19,9 % - 4,59 % = 15,31% (différence).

Incandescente:



(0,1 kW)(30 jours)(4 heures/jour)(25
ampoules) = 300 kW·h.
(300 kW·h)(0,10 $/kW·h) = 30 $.
(30$)(15,31%) = 137,79$.
Les court-circuits

Si l’énergie d’un circuit devient de trop,
ça crée un court-circuit – le
commencement d’un incendie.
La sécurité
 Écris cinq indices de sécurité (p.330-1).
1.
2.
3.
4.
5.
Quelles sont les quatre règles simples à
suivre pour te protéger contre
l’électrocution?
 Evite que ton corps ou un objet ne vienne
en contact avec les fils électriques.
 N’utilise jamais de câbles électriques à deux
fiches ou sans mise à la terre à l’extérieur.
 Ne fais jamais fonctionner l’appareillage
électrique à l’extérieur lorsqu’il pleut.
 Avant de creuser profondément dans ta
cour, assure-toi qu’il n’y a pas de câbles
électriques enfouis.
L’électricité domestique (Thème 7)
Les
transformateurs
Élévateur
(pour les
distances)
Les circuits
de dérivation
Les panneaux
de service
Les disjoncteurs
(maisons
nouvelles)
Le code de
l’électricité
Indices de sécurité
(p.330-331)
Les courtscircuits
EnerGuide
Abaisseur
(pour les
maisons)
Les fusibles
(maisons
anciennes)
Les
Les formules
dispositifs
numériques
P = IV
Le code binaire
kW·h = (kW)(h)
Les transistors
kW = (W) / 1000
Le disjoncteur
principal
Coût =
(kW·h)(¢ / kW·h)
Les disjoncteurs
secondaires
E = Pt
Les câbles
électriques
Les fils neutres
(blancs)
Les fils chargés
(noirs)
Les fils de mise
à la terre
Rendement =
(énergie de sortie /
énergie d’entrée)
x 100%
Pour devoirs

p.331, #1-4.