Fiche de révision : Sécurité et grandeurs électriques

📋 Plan du Cours

1. Tension électrique et prise de courant
2. Courant électrique et intensité
3. Tension alternative du secteur
4. Circuits en série et dérivation
5. Électrisation et effets corporels
6. Protection contre l’électrisation
7. Surintensité et risque d’incendie

📖 1. Tension électrique et prise de courant

🔑 Notions clés & Définitions

• Tension électrique : Grandeur qui mesure la force permettant au courant de se déplacer dans un circuit et qui s’exprime en volts (V).

★ À maîtriser

• La tension se mesure entre deux points d’un circuit avec un voltmètre branché en dérivation.

• La tension entre phase et neutre ainsi qu’entre phase et terre est de 230 V, tandis qu’elle est quasiment nulle entre neutre et terre.

Compléments

• Une prise de courant comporte trois bornes : deux bornes femelles pour la phase et le neutre, et une borne mâle pour la terre.

📖 2. Courant électrique et intensité

🔑 Notions clés & Définitions

• Intensité du courant électrique : Débit des charges électriques, mesuré en ampères (A).

★ À maîtriser

• L’intensité du courant se mesure en un point du circuit avec un ampèremètre branché en série.

Compléments

• Le courant électrique est un déplacement de charges électriques, notamment des électrons, dans les fils conducteurs ou par électrolyte.

📖 3. Tension alternative du secteur

🔑 Notions clés & Définitions

• Tension périodique : Tension qui se répète à intervalles de temps réguliers.
• Période : Durée d’un motif élémentaire qui se répète et se lit horizontalement sur l’axe du temps.
• Fréquence : Nombre de périodes qui se répètent en une seconde.

★ À maîtriser

📐 Formule - La fréquence et la période sont liées par $f = \frac{1}{T}$, avec T exprimée en secondes.

• La tension du secteur est périodique, sinusoïdale et change de signe.

• La tension efficace du secteur est de 230 V et sa fréquence est de 50 Hz.

Compléments

📐 Formule - Pour une tension sinusoïdale, $U_{\mathrm{eff}} = \frac{U_{\max}}{\sqrt{2}}$.

• La tension du secteur varie entre une tension maximale de 325 V et une tension minimale de −325 V.

📖 4. Circuits en série et dérivation

★ À maîtriser

📌 Dans un circuit en série, les dipôles sont branchés les uns à la suite des autres et l’intensité du courant est la même partout.

📌 Dans un circuit en dérivation, chaque dipôle est relié au générateur et l’intensité fournie par celui-ci est égale à la somme des intensités des récepteurs.

Compléments

📐 Formule - Dans un circuit en série, $I_1 = I_2 = I_3 = \cdots$.

📐 Formule - Dans un circuit en dérivation, $I = I_1 + I_2 + I_3 + \cdots$.

💡 Astuce mémo

En série, même intensité partout ; en dérivation, les intensités s’additionnent.

📖 5. Électrisation et effets corporels

🔑 Notions clés & Définitions

• Électrisation : Passage du courant électrique au travers du corps humain, provoquant des blessures plus ou moins graves.
• Électrocution : Électrisation qui conduit à la mort.

★ À maîtriser

• Le courant traversant le corps peut provoquer : des picotements, des tétanies musculaires, des fractures, des brûlures, des pertes de connaissance, des détresses respiratoires, des troubles cardiaques pouvant aller jusqu’à la mort

• Les seuils indiqués sont :

  • 0,5 mA pour la perception
  • 10 mA pour le non-lâcher
  • 30 mA pour la paralysie respiratoire
  • 75 mA pour la fibrillation cardiaque irréversible
  • 1 A pour l’arrêt du cœur

Compléments

• La conduction électrique du corps humain varie selon l’environnement, notamment si le corps est mouillé ou en présence de carbone.

• Un plancher en bois et le port de chaussures de protection réduisent les risques d’électrisation.

📖 6. Protection contre l’électrisation

★ À maîtriser

📌 Le disjoncteur différentiel coupe le circuit lorsqu’il détecte une fuite de courant vers la terre supérieure à 30 mA.

• La prise de terre est reliée à un piquet planté dans le sol et évacue vers le sol les courants de fuite des appareils à carcasse métallique.

• 🔄 Lors d’un défaut reliant la phase à une carcasse touchée : le courant de fuite est évacué par le fil de terre, le disjoncteur différentiel détecte la fuite, le disjoncteur différentiel coupe le circuit

Compléments

• Le disjoncteur différentiel se déclenche si la différence d’intensité entre la phase et le neutre dépasse 30 mA.

💡 Astuce mémo

Une fuite vers la terre crée un déséquilibre phase-neutre → le différentiel coupe.

📖 7. Surintensité et risque d’incendie

🔑 Notions clés & Définitions

• Effet Joule : Échauffement d’un conducteur de résistance R lorsqu’il est traversé par un courant électrique.
• Surintensité : Dépassement de l’intensité du courant électrique au-delà de la normale.

★ À maîtriser

• Plus le courant est important et plus le conducteur est fin, plus l’échauffement est important, ce qui peut provoquer un incendie.

📌 Chaque circuit électrique d’une maison est relié à un disjoncteur divisionnaire qui coupe le circuit si l’intensité dépasse un seuil déterminé.

Compléments

• Dans une installation domestique, la surintensité peut être due à une surcharge électrique, par exemple lorsque de nombreux appareils sont alimentés sur une même prise.

📌 Après le déclenchement d’un disjoncteur divisionnaire, il faut rechercher le problème avant de le réenclencher.

💡 Astuce mémo

Surintensité → échauffement par effet Joule → risque d’incendie.