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1 NIVEAU : COLLEGE : cycle central (5 ème ) DISCIPLINE(S) : Sciences physiques et chimiques CHAMP(S) : 5 ème (C14) Le courant électrique en circuit fermé : rôle du fil de connexion, en série, en dérivation COMPÉTENCE : CITOYENNETE(PCI 12) Utiliser ses connaissances sur les règles d'hygiène et de sécurité MOTS CLÉS : Sécurité - Court-circuit - Disjoncteur TITRE La sécurité en électricité PRÉSENTATION Nature de l activité Prélever, dans un texte concernant la sécurité en électricité, les informations sur les dangers d un court-circuit au niveau d une installation électrique, sur la protection des installations et des personnes et les règles de sécurité. Pré-requis (compétences non évaluées mais nécessaires) Prélever, relever, repérer, sélectionner des informations à partir d un texte (COM 12). Réinvestir des connaissances acquises dans la vie courante (MCO 24). Faire des phrases complètes (COM 35), employer un vocabulaire précis et univoque( COM 36). CONSIGNES DE PASSATION Consignes pour le professeur (lecture orale de l énoncé, vérification par le professeur du montage ou d un résultat en cours de travail...) Donner les consignes aux élèves : lire entièrement une première fois le document, puis répondre aux questions en prélevant l information dans le document. Des explications peuvent être apportées quand des difficultés de vocabulaire se sont fait ressentir : le vocabulaire utilisé dans ce texte, bien que courant pour la majorité des élèves, n est pas de maîtrise aisée pour certains. Conditions de l évaluation (temps imparti, travail en groupe ou individuel, documents autorisés, matériel fourni...) Travail individuel Temps imparti : 30 minutes Documents autorisés : le cours C5PPCS037.doc 1/5

2 COMMENTAIRES Cet exercice se place dans la partie «Courant électrique en circuit fermé». Pour clore cette partie du programme, il est intéressant de sensibiliser les élèves aux dangers de l électricité qu ils côtoient chaque jour, c est-à-dire le courant du secteur. Ils en connaissent une de ses caractéristiques (220 V), sont conscients de la présence de fusibles et d un disjoncteur chez eux mais ne savent que vaguement à quoi ils servent. Le texte du document précise ces connaissances informelles. L exercice évalue donc l aptitude de chaque élève à utiliser ses connaissances civiques, par lui-même, à partir d un texte. Les exercices de la banque C5PRAS036 et C5PRAS075 utilisent la notion de court-circuit (respectivement dans un circuit série et un circuit parallèle) comme support. NATURE ET EXPLOITATION DES REPONSES Types de réponses repérées La plus grande partie des élèves ne rencontre pas de difficulté pour effectuer ce travail. Les erreurs commises relèvent surtout de la compréhension du texte, certains élèves ayant des difficultés de lecture (réponses hors sujet). La recherche d informations dans des textes, même pratiquée dans d autres disciplines (en particulier le français mais aussi l histoire-géographie, les arts, les sciences,...) est un apprentissage constant. Suggestions pédagogiques Le texte peut être lu à haute voix pour la correction : les élèves en perçoivent en général ainsi mieux le sens que lors de la lecture individuelle. La compétence évaluée portant sur la recherche documentaire, on ne peut ici faire lire à haute voix le document pendant l exercice, précaution qui peut être prise dans d autres circonstances. C5PPCS037.doc 2/4

3 Compétence évaluée : Utiliser ses connaissances sur les règles de sécurité Critères de réussite : - les réponses contiennent des informations provenant du texte, - les réponses sont exactes et clairement exprimées. COMMENT SE PROTEGER DES RISQUES ELECTRIQUES? Travail à effectuer : Lire complètement le document. Chercher les réponses aux questions dans le document et répondre par des phrases complètes. 1) Comment un court-circuit peut-il se produire dans la vie quotidienne? 2) Pourquoi ce court-circuit peut-il devenir dangereux? 3) Pourquoi recouvre-t-on les fils électrique d une partie plastique? 4) A quoi sert un fusible? 5) Quelle est la valeur de tension à partir de laquelle on considère qu un courant devient dangereux pour l homme?. 6) Indiquer les différents effets du courant électrique sur l homme durant une électrocution en les classant du moins grave au plus grave : 7) Pourquoi les risques d électrocution sont-ils augmentés en présence d humidité? 8) Quels sont les deux appareils qui assurent la protection des personnes dans une installation électrique? 9) A quoi sert le troisième fil dans une prise «3 bornes»? C5PPCS037.doc 3/4

4 DOCUMENT : ASSURER LA SECURITE ELECTRIQUE 1) Les dangers du court-circuit Une ampoule est alimentée par une pile. Si un fil court-circuite (relie directement les 2 bornes) une lampe, elle s éteint. Le courant, circulant alors dans un circuit très peu résistant, devient très intense, ce qui produit un échauffement des fils de connexion. Dans la vie quotidienne, un contact accidentel entre deux fils alimentant un appareil peut provoquer un court-circuit. L échauffement produit peut détruire l installation et provoquer un début d incendie. 2) Les dangers du courant électrique Bien que mauvais conducteur, le corps humain peut être traversé par le courant électrique. L utilisation de générateurs de faible tension (piles de 4,5V ou 9V, batteries d accumulateurs de 12V...) ne présente aucun danger. En revanche, toute tension supérieure à 24 V peut être dangereuse pour l homme. Il faut donc prendre des précautions quand on utilise une prise de courant, la tension du secteur valant 220 V. En effet, le passage du courant dans le corps humain entraîne des troubles pouvant aller jusqu à la mort : si le courant est faible, l homme perçoit des picotements désagréables, lorsque ce courant augmente, l homme peut subir une brûlure, à partir d une certaine valeur de la tension et selon la fréquence du courant alternatif, les muscles peuvent se contracter jusqu à être tétanisés. La personne ne peut se dégager elle-même de la source de courant, si cette valeur continue à augmenter, la respiration et le cœur s arrêtent, entraînant la mort. Par ailleurs, les risques d électrocution augmentent en présence d eau ou d humidité car l eau du robinet est conductrice de l électricité. C5PPCS037.doc 4/4

5 3) Comment sécuriser les installations? En isolant les fils : Afin d éviter tout contact entre deux fils conducteurs, ceux-ci sont entourés d une gaine isolante en matière plastique. En utilisant des coupe-circuits : Les installations électriques sont protégées par deux types de coupe-circuits : les fusibles et les disjoncteurs : - un fusible est constitué d un fil métallique fin monté dans un tube de verre ou de porcelaine. Placé en série dans un circuit, le fusible fond lorsque le courant qui le traverse devient trop intense, - un disjoncteur est un interrupteur qui coupe automatiquement le courant quand il devient trop intense. Placé en amont des appareils, le disjoncteur protège l ensemble (ou une partie) de l installation électrique de la maison. 4) Comment se protéger des dangers du courant électrique? Pour éviter les accidents, il faut respecter un certain nombre de règles de sécurité. Nos attitudes : l électrocution peut se produire dans des situations diverses. Ainsi, il faut absolument éviter de toucher : - les deux fils dénudés d un câble électrique ou les deux bornes d une prise, - un seul fil sous tension quand on est en contact avec le sol (sec ou humide), ou avec une canalisation métallique ou avec l eau, - un appareil électrique défectueux. Les appareils : la protection électrique des appareils est réalisée au moyen de la prise de terre et du disjoncteur différentiel - certains appareils sont alimentés par un cordon à trois fils conducteurs car ils sont munis d une prise de terre (borne métallique qu on trouve sur les prises 3 bornes) : les deux premiers fils servent à alimenter l appareil, le troisième fil raccorde l appareil à la terre de façon à évacuer le courant vers le sol en cas de contact accidentel entre l appareil et un fil sous tension, - une installation domestique doit aussi posséder un disjoncteur différentiel qui ouvre le circuit dès qu il détecte un courant circulant dans le fil de terre. C5PPCS037.doc 5/4

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