Activité
①
OBJECTIFS
Comprendre le fonctionnement d’une installation domestique
Faire la différence entre la phase, le neutre et la terre.
Connaître les dispositifs mis en place pour la sécurité électrique d’une habitation.
1- Réseau électrique
C’est actuellement la société Electricité de France (EDF) qui fabrique et distribue le courant électrique dans les habitations.
Le schéma très simplifié ci-dessus nous montre comment, à partir du transformateur, les agents EDF viennent relier une habitation au réseau électrique. Il branche 2 fils sur un compteur électrique situé dans l’habitation.
En observant le schéma, on constate :
Tension disponible aux bornes du compteur : est de 230 V Le fils de phase est de couleur rouge.
Le fils de neutre est bleu
Le fils de Terre est jaune et vert.
2- Caractéristiques de la tension du secteur
On a visualisé cette tension sur un oscilloscope. Que pouvez-vous dire :
La tension disponible aux bornes d’une prise de courant domestique se nomme la tension de secteur.
- Cette tension est alternative sinusoïdale de période T = 20 ms (0,02 s).
- Sa fréquence (f) est de 50 Hz.
- Sa valeur efficace (Ueff) est voisine de 230 V.
3- 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 borne mâle reliée à la terre a un potentiel électrique nul.
La tension aux bornes des prises Phase (P) et Neutre (N) est égale à la tension du secteur qui est de 230 V.
La tension entre la prise de la Terre et la prise de la Phase est aussi de 230 V
La tension entre la prise de Terre et la prise Neutre est nulle (0 V).
4- Branchement des appareils domestiques
On réalise le circuit suivant, comprenant un générateur et trois lampes montées en dérivation.
On mesure l’intensité dans la branche principale à chaque fois que l’on allume une ampoule de plus. Conclure.
Les appareils de 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.
Donc, plus on met d’appareils en service, plus l’intensité du courant traversant le circuit principale augmente.
5- Danger du courant de secteur
5-1 Pour les personnes : électrocutionLe 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 travers augmente avec l’humidité.
La loi d’Ohm :
La tension du secteur étant constante, si la résistance R diminue, alors I augmente.
Un courant d’intensité supérieur a 30 mA peut devenir dangereux.
Une tension est dangereuse sir sa valeur efficace dépasse 24 V dans les locaux humide et 50 V dans les locaux sec.
L’électrocution 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.
Un lave-linge présente un défaut d'isolation. Par détérioration de la gaine isolante, le fil de phase dénudé, touche la carcasse métallique de l'appareil. L'utilisateur qui touche la carcasse métallique est traversé par un courant de fuite. Ce courant rejoint le fil de neutre en passant par le corps, puis par la terre. L'utilisateur peut s'électrocuter.
Si un courant de fuite existe, le courant dans le fil neutre a une intensité plus faible que dans le fil de phase. Le disjoncteur différentiel est capable de détecter cette différence.
On protège les personnes d’une électrocution à l’aide d’une prise de Terre et 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.
5-2 Pour les installations : L’incendie
Un court circuit se produit quand le fil de Phase entre en contact avec le fils Neutre ou la Terre.
L’augmentation d’intensité dans les conducteurs peut porter à l’incandescence et provoquer un incendie.
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. L’isolant peut se détériorer par échauffement, et provoquer un cours circuit.
Le risque d’incendie est évité à l’aide de fusibles et d’un disjoncteur.
