Chapitre 3 Conducteurs et Isolants

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1 Chapitre 3 Conducteurs et Isolants I. Introduction Lorsque l on parle d électricité, on pense immédiatement aux dangers qui s y associent. Qui n a jamais entendu parler d électrocution? Certains matériaux peuvent être traversés par un courant électrique, d autres non. Nous allons apprendre à reconnaitre les différents conducteurs et les différents isolants, et identifier les différents dangers des installations électriques. II. Conducteur ou isolant? 1. Définitions Tous les matériaux ne réagissent pas de la même manière vis-à-vis du courant électrique. On distingue deux types de matériaux : Un conducteur électrique a la propriété de laisser passer le courant électrique. Il peut être associé à un fil (ou un interrupteur fermé). Un isolant électrique a la propriété de ne pas laisser passer le courant électrique. Il peut être associé à un interrupteur ouvert. 2. Expérience Afin de classer les différents matériaux, établissons un protocole expérimental. Matériel : Une pile plate Une lampe Des fils de connexion Des pinces crocodiles Matériaux à tester Protocole : Réaliser le montage suivant : Pour chaque matériau testé, indiquer si la lampe témoin s allume ou non. Présenter les résultats dans un tableau. Interpréter et conclure sur les propriétés des différents matériaux. 1

2 Animation : Conducteurs et isolants Matériau Métal Graphite Plastique Bois Verre Lampe allumée OUI OUI NON NON NON Observations & Interprétations : La lampe sert de témoin : si elle s éclaire cela signifie que le courant traverse le matériau testé, donc qu il est conducteur. A l inverse, si elle ne brille pas alors le courant ne traverse pas le matériau donc c est un isolant. Conclusion : La lampe s allume pour le métal et le graphite. Ce sont donc deux conducteurs électriques. Par conséquent, le plastique, le bois et le verre sont trois isolants électriques. 3. Liste non exhaustive (incomplète) Conducteurs : Métaux (cuivre, fer, acier ), eau salée, graphite, Isolants : Plastiques, bois, papier, verre, caoutchouc, III. Par où passe le courant? Considérons le schéma électrique suivant : De quels éléments est-il composé? Une pile, une lampe, des fils conducteurs. Regardons de plus près : 2

3 Entourer en vert les éléments isolants de la lampe et en rouge les conducteurs. Si l on suit les parties conductrices du circuit, on a : Si la lampe est dévissée, alors le circuit est ouvert : Conclusion : Pour que le courant circule dans un circuit électrique, il faut que celui-ci soit constitué d une chaîne ininterrompue de conducteurs et qu il comporte un générateur. 3

4 IV. Les Dangers de l électricité Activités 3 et 4 p Fiches EDF? 1. L'électrisation L'électrisation correspond à une traversée du corps humain par un courant électrique. Elle peut avoir les conséquences suivantes : des brûlures : ce sont des brûlures directes, indirectes par arc ou encore par contact (échauffement d un conducteur). contraction musculaire involontaire : o projection loin du conducteur (muscles extenseurs) o tétanisation et impossibilité de lâcher le conducteur (muscles préhenseurs) dysfonctionnement circulatoire (perturbation du rythme cardiaque) 2. L' électrocution L'électrocution est une électrisation dont les conséquences sont mortelles. Plus le courant qui traverse le corps humais est grand plus les risques sont importants. On appelle tension de sécurité la tension à partir de laquelle le générateur présente un danger mortel. Cette tension de sécurité est estimée à 24V. 3. Facteurs à risque Les facteurs influençant la gravité d une électrisation sont : l intensité du courant la durée du passage du courant la surface de la zone de contact le trajet du courant dans le corps l état de la peau (sèche, humide, mouillée) la nature du sol la capacité d isolation des chaussures portées 4

5 V. Risques du court-circuit Activité 5 p.26 Un court-circuit est une connexion directe par un fil des deux bornes du générateur. Réalisons l expérience suivante afin d observer les risques du court-circuit. Expérience : On réalise le montage suivant : Observation : Lorsque l on ferme le circuit, la paille de fer brûle. Interprétation : Les bornes de la pile sont directement reliées entre elles sans aucun dipôle : on dit que la pile est en court-circuit. Dans ce cas, le courant devient très intense et échauffe fortement la paille de fer jusqu à ce qu elle brûle. CONCLUSION : Dans un montage, il y a court-circuit quand les deux bornes du générateur sont directement reliées par des fils de connexion. Un court-circuit présente un danger d incendie et de destruction du générateur. VI. Mini-dico Matériau : Matière qui constitue un objet Conducteur : Matériau qui laisse passer le courant électrique Isolant : Matériau qui ne laisse pas passer le courant électrique DEL : Diode ElectroLuminescente : Lampe qu un faible courant suffit à allumer. Tension : Grandeur électrique exprimée en Volts (V). En général, plus un générateur possède une tension élevée, plus il peut délivrer un courant important. Electrisation : Passage du courant électrique à travers le corps d une personne. Electrocution : Electrisation mortelle. Court-circuit : Lorsque les deux bornes d un dipôle sont reliées par un bon conducteur. Incandescent : Se dit d un objet rendu lumineux par une température très élevée. 5