Thème : HABITAT Chapitre 2 : Electricité dans l Habitat Cours livre p 94 à 97 - p 112 - p122 à 125 Objectifs : En bleu : spécifiques au chapitre Mobiliser et organiser ses connaissances Autoévaluation Je pense savoir faire Je ne pense pas encore savoir faire Remédiation (à compléter...) Citer les principaux effets physiologiques du courant électrique. AD n 3 ; 4 p 128 Citer des dispositifs de protection contre les risques du courant électrique, et l ordre de grandeur du seuil de dangerosité. S approprier. AD n 3 ; 5-6 p 128 Utiliser la loi des nœuds et la loi des mailles. ; 5 p 102 Reformuler ; AD n 3 Extraire des informations sur des supports variés. Analyser. Analyser les échanges d énergie dans un circuit électrique AE n 1 ; 5 p 114 Visualiser une représentation temporelle de l intensité et de la tension, et en analyser les caractéristiques Exploiter des informations sur des supports variés. Distinguer simulation et expérience Evaluer l ordre de grandeur d un phénomène et de ses variations. Réaliser Faire un schéma adapté. Effectuer des calculs littéraux ou numériques. Mesurer une tension électrique, une intensité électrique dans un circuit en régime continu et sinusoïdal. AE n 1 ; 4 p 102 ; 4 p 114 Effectuer expérimentalement un bilan énergétique dans un circuit simple. AE n 1 ; 3 p 102 ; 3 p 114 Mesurer et calculer la puissance et l énergie électriques reçues par un récepteur. Réaliser un circuit électrique d après un schéma donné. Valider Faire preuve d esprit critique, discuter un résultat en fonction de son ordre de grandeur par exemple, une information, une hypothèse, une propriété, une loi, un modèle ; corroborer, infirmer, choisir, prendre position. Interpréter des observations, des mesures, etc. ; confronter un modèle à des résultats expérimentaux, mettre en lien des phénomènes et des concepts. Communiquer Utiliser les conventions d orientation permettant d algébriser tensions et intensités. Rendre compte à l oral ou à l écrit en utilisant un vocabulaire scientifique adapté et rigoureux ; présenter sous une forme appropriée (schéma, graphique, tableau, figure, etc.) Rédiger un protocole, une explication, une réponse argumentée ou une synthèse Ecrire un résultat de manière adaptée (unités, chiffres significatifs, écriture scientifique, incertitudes, etc.) Réaliser un schéma scientifique. Travailler en équipe et en autonomie, partager des tâches, s engager dans un dialogue constructif, accepter la contradiction tout en défendant son point de vue, faire preuve de diplomatie, négocier et rechercher un consensus, demander une aide pertinente. Décrire une observation, de façon écrite et orale. AE n 1 ; 2 p 102 ; 2 p 114 ; 1 p102 AD n 3 ; AE n 1 AD n 3 ; AE n 1 ; 5 p 102 ; 1 p 114 L énergie électrique est omniprésente dans l habitat. Elle équipe toutes les pièces et alimente la majorité de nos appareils. Quels sont les risques électriques? Comment se protéger et utiliser l énergie électrique en toute sécurité?
I. Réaliser un bilan énergétique dans un circuit électrique en régime continu. Activité expérimentale n 1 évaluée: Quel est le bilan énergétique dans un circuit électrique? (à réaliser en classe par binôme). Objectif général : Réaliser un circuit électrique d après un schéma donné. Utiliser la loi des nœuds et des mailles Analyser les échanges d énergie dans un circuit électrique. Mesurer une tension électrique, une intensité électrique dans un circuit en régime continu. Utiliser les conventions d orientation permettant d algébriser tensions et intensités. Effectuer expérimentalement un bilan énergétique dans un circuit électrique simple. Mesurer et calculer la puissance et l énergie électriques reçues par un récepteur. 1 : La tension électrique. (A SAVOIR)
2 : L intensité électrique. (A SAVOIR) 3 : Dipôle passif dipôle actif. (A SAVOIR) 4 : Puissance électrique. (A SAVOIR) 5 : Energie électrique. (A SAVOIR)
II. Circuit électrique en régime sinusoïdal. Tous les résultats précédents sont valables en régime sinusoïdal à condition d utiliser dans les relations les valeurs efficaces de la tension et de l intensité du courant. Activité expérimentale n 2 : Mesures de tensions dans des circuits électriques en régime sinusoïdal (à réaliser en classe par groupes). Objectif général : Réaliser un circuit électrique d après un schéma donné. Visualiser une représentation temporelle de ces grandeurs et en analyser les caractéristiques. Mesurer une tension électrique, une intensité électrique dans un circuit en régime sinusoïdal.
III. Sécurité électrique dans une habitation. Activité documentaire n 4 évaluée: Dispositifs de sécurité d une installation électrique. (à réaliser en classe par binôme). Objectif général : Découvrir les principaux dispositifs de protection d une installation électrique domestique. 1 : Electrisation et électrocution. (A savoir!!) Le corps humain est conducteur et peut s'électriser, c'est-à-dire que le courant électrique traverse son corps. Cette électrisation peut se produire par : contact direct (contact avec les parties actives c'est-à-dire normalement sous tension),
contact indirect (contact avec des parties mises accidentellement sous tension comme les masses des appareils). Si la personne décède après le passage de ce courant, on dit alors qu'elle est morte par électrocution. 2 : Intensité du courant circulant dans le corps humain. (A savoir!!) Le risque d'électrisation ou d'électrocution est principalement lié au temps de contact et à l'intensité du courant circulant dans le corps. Cette intensité I se calcule par la formule : I = Avec R la résistance du corps humain et UC la tension de contact à laquelle est soumis le corps humain. 3 : La sécurité des personnes. (A savoir!!) En cas de défaut d'isolement d'un appareil électroménager, la protection est assurée conjointement par un disjoncteur différentiel et une bonne prise de terre.
Si le courant de défaut IΔ = IP IN dépasse la sensibilité du disjoncteur différentiel, celui-ci ouvre le circuit. Ce dispositif ouvre donc le circuit avant qu'une personne ne touche l'appareil. La résistance de la prise de terre des masses RT est liée à l'intensité du courant de déclenchement du disjoncteur IΔ et à la tension limite de sécurité UL par la relation : R T I Δ U L 4 : Tension limite conventionnelle de contact. (A savoir!!) Endroit sec humide immergé U L 50V 25V 12V 5 : La sécurité des équipements. (A savoir!!) Il faut se protéger : Des surtensions provoquées par la foudre, à l'aide de parafoudres, obligatoires dans les régions où les chocs de foudre sont fréquents ; Des surintensités provoquées par des court-circuit ou par des surcharges à l'aide de coupe-circuits (Ceux-ci sont de deux types : à cartouches fusibles (qui se remplacent) ou à disjoncteurs divisionnaires (qui se réenclenchent) ; ils réagissent aux surintensités en ouvrant le circuit au bout d'un temps déterminé. L e disjoncteur de branchement protège l'installation et les personnes. Il remplit trois fonctions : sert d'interrupteur général, limite l'intensité du courant provenant du réseau en dessous de son calibre et coupe l'installation du réseau s'il détecte un courant de défaut. Exercices formatifs Evaluation sommative