Chapitre 15 L’installation électrique domestique

Activité 15.1 : La prise secteur
Activité 15.2 : Derrière la prise secteur
Cours
Exercices

Activité 15.1 : La prise secteur

I. Matériel

On dispose d’une prise secteur, d’un tournevis testeur, d’un multimètre, d’un oscilloscope, d’un transformateur et de deux fils de connexion.

II. Étude qualitative

1. Recopier et indiquer sur le dessin ci-contre où se trouvent la fiche de terre, la borne de phase et la borne neutre.

2. On met le tournevis testeur dans la borne de phase, qu’observe-t-on ?

3. On met le tournevis testeur dans la borne neutre, qu’observe-t-on ?

4. On met le tournevis testeur dans la borne neutre, en continuant de toucher le tournevis, qu’observe-t-on ?

5. On met le tournevis testeur dans la borne de phase, en continuant de toucher le tournevis.

a. Qu’observe-t-on ?

b. Que peut-on en déduire ?

c. Par où le courant circule-t-il ?

III. Étude quantitative

A. Avec le voltmètre

1. Dans quelle zone doit-on placer le sélecteur du multimètre pour mesurer une tension efficace ?

2. Quelle est la valeur efficace de la tension entre la terre et le neutre ?

3. Quelle est la valeur efficace de la tension entre la terre et la phase ?

4. Quelle est la valeur efficace de la tension entre le neutre et la phase ?

B. Avec l’oscilloscope et le transformateur

Le rapport de transformation du transformateur vaut Q = 0,061 5.

1. On branche le primaire au secteur et le secondaire à l’oscilloscope.

2. Construire un tableau dans lequel vous donnerez :

a. La valeur maximale, la valeur efficace, la période et la fréquence de la tension aux bornes de l’oscilloscope.

b. La valeur maximale, la valeur efficace, la période et la fréquence de la tension aux bornes du secteur.

Activité 15.2 : Derrière la prise secteur

I. Les fils

On démonte la prise secteur. Quelles sont les couleurs des gaines du fil de terre, du fil neutre et du fil de phase ?

II. Les fusibles

Quel est le rôle d’un fusible ?

III. Le disjoncteur

Quel est le rôle d’un disjoncteur ?

IV. Le compteur électrique

Quel est le rôle du compteur électrique ?

Cours

Sur une prise secteur, on trouve deux bornes, l’une reliée au fil de phase, l’autre au fil neutre, ainsi qu’une fiche reliée à la terre.

La couleur des gaines isolantes des fils permet de reconnaître les bornes : bleue pour le neutre ; rouge, noir ou marron pour la phase ; bicolore, vert et jaune, pour la terre.

Entre la phase et le neutre, on a la tension sinusoïdale suivante, avec :

Valeur maximale : U_MAX = 325 V

Valeur minimale : U_min = -325 V

Période : c’est la largeur, en unité de temps, d’un motif, ici, T = 20 ms = 0,02 s

Fréquence : elle indique le nombre de motifs qui apparaissent en une seconde, ici, ƒ = 1/T = 1 ÷ 0,02 = 50 Hz

Si on branche une lampe sur une prise secteur, elle brille d’une certaine manière. Si on remplace cette prise par une pile, pour continuer à faire briller la lampe de la même manière, il faut une pile de 230 V. C’est pourquoi on dit que le secteur a une tension efficace de 230 V (on vérifie aussi par calcul que 325 ÷ √2 = 230).

Dans une installation domestique, les différents appareils sont branchés en dérivation sur la ligne principale.

L’intensité dans la ligne principale augmente avec le nombre d’appareils en fonctionnement ; elle obéit à la loi des nœuds.

La prise de terre, associée à un disjoncteur différentiel, assure la protection des personnes.

Les fusibles et les disjoncteurs à maximum d’intensité protègent l’installation.