Thème -1- :

L’electromagnetismeChapitre I :

LE courant variableLeçon

Le courant du secteur

I- Caractéristiques de la tension du secteur

I- Caractéristiques de la tension du secteur

• Le motif ABCDE se produit identiquement à lui-même : la tension est périodique.T= 4*5ms=20ms=0.02s.N= 1/ T = 50 Hz.•La tension du secteur est alternative sinusoïdale qui change de signe 100 fois par seconde.•L’amplitude de la tension du secteur est Um = 310 V la tension efficace U = Um/ √2 = 220 V.•si on branche un voltmètre numérique avec des cordons à fiche de sécurité directement sur les bornes d’une prise du secteur, on lit une tension efficace de l’ordre de 220V. cette valeur peut varier légèrement au même endroit selon l’heure de la journée.Dans les installations industrielles, le STEG délivre parfois le courant du secteur sous des tentions différentes selon les besoins (fréquemment 380 V).

II- L’installation domestique

Une prise de courant du secteur comporte en général :•Deux bornes femelles. •Une fiche male (dite « terre » ou « prise de terre »)

Les deux bornes de la prise du secteur ne sont pas identiques :

•La borne A avec un tournevis testeur, la lampe témoin s’allume. (phase)•La borne B avec un tournevis testeur, la lampe témoin ne s’allume pas. (neutre)•La fiche C fiche de terre. (terre)

Avec un voltmètre numérique (sélecteur ACV) Entre A et B U = 220 V.Entre A et C U = 220 V. Entre B et C U = 0 V

La borne B est reliée à un fil bleu

La borne A est reliée à un fil (noir, rouge, ou autre).

La borne C est reliée à un fil jaune ou jaune-

verte

La borne de terre est reliée par des conducteur à une barre métallique (en cuivre) enfoncée profondément dans le sol, cette borne est appelée « prise de terre » ; symbole.Une prise de courant comporte une borne de phase, une borne neutre et Une fiche de terre.

Le fil neutre de la ligne de STEG est relié à une prise de terre.Les deux prises de terre sont reliées électriquement par le

sol.La prise de terre est conçue pour protéger les installations

électriques contre les courants de fuite qui peuvent se produire lorsqu’il y a contact entre le fil de phase et la

carcasse d’un appareil.

Exemple d’installation 

Des circuits en dérivation

• Tous les circuits de la maison sont montés en dérivation : circuits d’éclairages, prises de courant, etc. La tension nominale de touts les appareils utilisés dans les circuits est donc la même, 220V.

• Des appareils installés par le STEG• La STEG fournie un compteur électrique et un disjoncteur.

Le disjoncteur a plusieurs fonctions : servir d’interrupteur général, limiter les surintensités dans l’installation et protéger les personnes

• Le tableau électrique • Il comporte des coupe-circuits (fusibles) pour protéger

différents circuits des surintensités (court-circuit)et un disjoncteur différentiel à haute sensibilité pour protéger les personnes.

• La prise de terre de l’habitation.• Elle est destinée à la protection des personnes.

Conclusion

• Le montage en dérivation est utilisé pour les installations domestiques.

• La sécurité des matériels et des personnes est assurée par des disjoncteurs et des coupes circuit.

• L’intensité du courant dans la branche principal d’un circuit en dérivation augmente avec le nombre de récepteurs placés en dérivation.

III- Les risques (dangers)• Pour les installations• Questions• Quelle conséquence entraîne, pour un

conducteur, l'augmentation de l'intensité du courant?

• Pourquoi, en cas de court-circuit, la résistance du circuit est-elle très faible?

• Pourquoi y a-t-il un risque d'incendie?.

a -Les surintensités

• Le passage d'un courant électrique dans un conducteur provoque l'échauffement du conducteur. Celui-ci augmente si l'intensité du courant augmente.

• Un élément de circuit est conçu pour supporter une intensité déterminée. Si on dépasse la valeur indiquée, l'échauffement de l'élément est excessif. Parfois, la puissance maximale pour une tension efficace de 230 V est indiquée.

b -Les courts-circuits

• Si la gaine isolante du cordon d'alimentation d’un appareil est détériorée. Les deux fils se touchent. Si on branchait cet appareil, il serait court-circuité, le courant circulerait directement d'une borne a l’autre de la prise.

Son intensité serait alors très grande, car la résistance du circuit serait très faible.

• L'échauffement très important des fils pourrait entraîner un incendie.

2. Pour les personnes

• Questions

• Qu'est-ce que l'électrocution?

• Qu'est-ce qu'un choc direct ?

• Qu'est-ce qu'un choc indirect ?

La résistance du corps humain varie beaucoup selon la personne et l'état de sa peau (sèche ou humide). Elle est très supérieure à celle d'un composant électrique, mais un Courant de très faible intensité suffit à provoquer des troubles graves. Ainsi, un courant de 30 mA entraîne l'asphyxie. Au-delà de 100 mA, c'est la mort par électrocution. Dans la pratique, une tension supérieure à 50 V en milieu normal est dangereuse.

Choc direct

La personne touche a la fois le fil de phase et le fil neutre ou le fil de phase seul.

Dans les deux cas, elle est soumise a

une tension efficace de 220 V

Choc indirect

Cette sorte de choc se produit si le fil de phase est en contact avec le corps métallique d'un appareil, par exemple une machine à laver.

Lorsqu'on touche la machine, on est en contact électrique avec le fil de phase et donc soumis a une tension de 220 V.

Conclusion:

• . Les risques pour les installations sont les surintensités, en particulier celles provoquées par un court-circuit.

• . Les personnes risquent l'électrocution car la tension du secteur est très supérieure à la tension de sécurité.

IV Les protections

• Pour les installations.

• Questions• Quelles sont les protections utilisées pour les

installations? Pour les personnes?• Quel est le rôle d'un fusible?• Quel est le rôle d'une prise de terre?• Quelles sont les deux sortes de disjoncteurs?

Quel est leur rôle?

• Des gaines isolantes en matière plastique.• Des coupe-circuits (fusibles) regroupés en

général dans un tableau électrique.• Ils protègent les circuits des courts-circuits et

des surintensités en fondant lorsque l'intensité du courant dépasse une valeur déterminée (10 A, 16 A, 25 A).

• Le disjoncteur il maximum d'intensité.• Installé par le STEG, il coupe le courant dans

l'installation lorsque l'intensité efficace dépasse la valeur définie par le contrat souscrit (15A, 30A, 45A).

2. Pour les personnes

• Les prises à éclipses évitent l'introduction d'objets métalliques.

• La prise de terre et le disjoncteur différentiel .Ce sont les protections pour les chocs indirects.

• Lorsque le fil de phase touche accidentellement le corps métallique d'un appareil, une partie du courant s'écoule vers la terre par le conducteur de protection. L’intensité du courant dans le fil de phase est différente de l'intensité du courant dans le fil neutre.

• Le disjoncteur différentiel ouvre le circuit des que cette différence atteint une valeur déterminée: 500 mA pour le disjoncteur installé par le STEG, 30 mA pour les disjoncteurs à haute sensibilité.

Conclusion:• Pour protéger les installations, on utilise des gaines isolantes, des

coupe-circuit ( fusible) et un disjoncteur à maximum d'intensité.• Les personnes sont protégées par une prise de terre associée à un

disjoncteur différentiel.• Quelques erreurs à éviter.• Brancher plusieurs appareils de puissance sur une même prise.• Laisser des fils ou des prises dénudés à la portée des enfants.• Manipuler des barres de fer ou des supports d'antennes à proximité

de lignes de tensions extérieures.• Intervenir sur des appareils électriques pour les dépanner sans les

débrancher.• Marcher sur un carrelage mouillé en laissant traÎner une câble

électrique branché.• Manipuler les mains mouillées (ou les pieds nus) toutes sortes

d'appareillages électriques branchés.