1ére SERIE STI Lycée de L Essouriau Durée 16h T.P. Etude des Systèmes Techniques Industriels CI : INSTALLATION DOMESTIQUE INSTALLATION ELECTRIQUE DOMESTIQUE Cette série de travaux pratique permet l étude : Câblage installation électrique domestique simple allumage et PC Tarification de l énergie électrique Télérupteur, va et vient, double allumage Choix et efficacité des éclairages domestiques Plan architectural de la maison étudiée :
Durée 4 heures salle F33 Objectifs : TARIFICATION ENERGIE ELECTRIQUE Identifier les différents constituant d une installation électrique, Mettre en œuvre une méthode de comptage de l énergie électrique, Mesurer les grandeurs électriques pertinentes. Acquis préalable : - Cours sur la tarification On donne : - le texte du TP - le support merlin gérin Domestique - les appareils de mesures sont à determiner - vos factures EDF. On exige : - Un compte rendu propre et clair - le respect des règles de sécurité - Des mesures pertinentes et des conclusions intelligentes MISE EN SITUATION L installation électrique de la maison étudiée (voir plan architectural) dispose d une arrivée électrique fournie par EDF dans le tableau de distribution.
Durée 4 heures salle F33 TRAVAIL DEMANDE PARTIE ECRITE (temps maximum conseillé 2 heures) 1. Le comptage d énergie Quel appareil permet de compter l énergie électrique consommée au domicile? Dans le cas d installation de panneau solaire, quel appareil permet de compter l énergie produite? Effectuer 2 schémas électriques (respecter les symboles normalisés) pour illustrer vos réponses. 2. Etude de vos factures Indiquer le type de contrat souscrit ainsi que la puissance disponible. Calculer l énergie électrique consommée dans votre logement pour une année. Votre consommation est elle régulière à chaque facture? Expliquer. En supposant que vous possédez un ordinateur (avec écran plat) consommant 200W, combien d appareils pourriez-vous mettre en marche chez vous. 3. Préparation et/ou vérification des mesures. Vous disposez d une lampe, de deux convecteurs. Relever les caractéristiques électriques de chaque appareil. Quelle tension (valeur) doit alimenter ces récepteurs? Calculer le courant électrique qui circulera dans chaque récepteur, puis le courant total lorsque les trois récepteurs seront alimentés en même temps. Le compteur électrique à votre disposition convient il en tension, en courant pour effectuer les manipulations? Expliquer Pour 1 tour, précisez l énergie comptée. Les trois récepteurs sont en service pendant 10 minutes, calculer la puissance totale puis l énergie consommée. Seuls les convecteurs fonctionnent, le compteur à fait 400 tours, indiquer le temps de fonctionnement des convecteurs.
Durée 4 heures salle F33 PARTIE PRATIQUE (temps maximum conseillé 2 heures) 1. Les convecteurs Proposer sur feuille (au brouillon) un montage pour alimenter un convecteur. Câbler après vérification du professeur, puis en sa présence mettre sous tension. Proposer sur feuille (au brouillon) un montage pour alimenter les deux convecteurs en même temps. Câbler après vérification du professeur, puis en sa présence mettre sous tension. Mesurer avec une pince F27, les grandeurs tension, courant, puissance lorsqu un puis deux convecteurs fonctionnent. 2. L éclairage standard Proposer sur feuille (au brouillon) un montage pour alimenter avec un interrupteur une lampe à incandescence. Câbler après vérification du professeur, puis en sa présence mettre sous tension. Mesurer avec une pince F27, les grandeurs tension, courant, puissance. 3. Comptage de l énergie Proposer sur feuille (au brouillon) un montage pour alimenter les trois récepteurs précédents puis insérer dans votre montage (toujours sur feuille) le compteur d énergie électrique. Câbler ce dernier montage après vérification du professeur, puis en sa présence mettre sous tension. Mesurer avec la pince F27 la puissance maximale du montage. Vérifier voter mesure par le calcul. Chronométrer le temps écoulé et relever la puissance consommée pour quelques tours de compteurs (3 ou 10), dans deux configurations différentes. Vérifier par le calcul vos résultats. Après mise hors tension, en présence du professeur, câbler le compteur d énergie dans l autre sens (inversion entrée sortie). Observer le fonctionnement du compteur. Commenter.
Durée 4 heures salle F33 Objectifs : CABLAGE ELECTRIQUE DOMESTIQUE Identifier les différents constituant d une installation électrique, Connaître les différentes représentations d un schéma électrique, Mettre en service un point d éclairage et une prise de courant. Acquis préalable : - Aucun On donne : - le texte du TP - la planche de câblage - le dossier LEGRAND (classeur couleur) - La norme NFC 15-100 éditée par Schneider Guide 2005 - Le MEMOTECH On exige : - Un compte rendu propre et clair - le respect des règles de sécurité - l application de la norme NFC15-100 MISE EN SITUATION L installation électrique de la maison étudiée (voir plan architectural) est presque achevée, il vous reste à définir et câbler tout le séjour.
Durée 4 heures salle F33 TRAVAIL DEMANDE La Norme Une norme, qu est ce que c est? A quoi cela sert? Quelle est la norme qui régit les installations électriques? 1. Les schémas et études indispensables avant toutes réalisations (temps maximum conseillé 1 heure) Sur le schéma architectural, surligner en bleu les éléments assurant l éclairage dans le séjour et en rouge les prises de courant. Attention, les réponses aux questions suivantes doivent être présentées sous forme de tableau sur votre copie. D après la norme NFC-15-100, combien de prises de courant et combien de point d éclairage peut on installer par circuit? Quel appareil permet de protéger les installations électriques domestique? Pour l éclairage, indiquer les caractéristiques du disjoncteur à mettre en place. Pour les prises de courant, indiquer les deux possibilités pour cet appareil. Indiquer le rôle, la couleur, le nombre et la section des conducteurs à utiliser pour l éclairage et pour les prises de courant. Quels sont les intérêts de protéger l éclairage et les prises avec deux circuits différents? 2. La réalisation (temps maximum conseillé 2 heure) Regrouper le matériel nécessaire au câblage (tournevis, pince coupante, pince à dénuder, fils de couleur, planche de câblage, disjoncteur ). Après validation du professeur, réaliser (hors tension) le câblage sur la platine à votre disposition (circuit éclairage et une prise de courant). 3. La mise en service (temps maximum conseillé 10 minutes) En présence du professeur, hors tension, tester l isolement entre la phase est le neutre, entre la phase et la terre et entre la terre et le neutre. Tester votre montage avec le professeur. 4. Rangement du matériel (temps maximum conseillé 15 minutes) Décabler votre planche, ranger les outils, balayer la zone de travail.
TELERUPTEUR, DOUBLE ALLUMAGE, VA et VIENT Objectifs : Identifier les différents constituant d une installation électrique, Connaître les différentes représentations d un schéma électrique, Mettre en service différentes solutions d éclairage. Acquis préalable : - Aucun On donne : - le texte du TP - les planches de câblage DA, télérupteur et Va et Vient - le logiciel Schémaplics simulation - guide de câblage LEGRAND On exige : - Un compte rendu propre et clair - le respect des règles de sécurité MISE EN SITUATION Dans l installation électrique de la maison étudiée (voir plan architectural) la chambre et le garage dispose d éclairage dont il faut déterminer le fonctionnement.
TRAVAIL DEMANDE PARTIE SIMULATION (temps maximum conseillé 2 heures) 1. Le double allumage Avec le logiciel Schémaplics simulation, effectuer l exercice de niveau 1 (Electrotechnique). Noter sur votre feuille la solution. Quelle pièce de la maison est concernée par ce montage. 2. Le va et vient Des schémas pour vous guider Ces schémas concernent le montage va et vient Avec le logiciel Schémaplics simulation, effectuer l exercice de niveau 1 (Electrotechnique). Noter sur votre feuille la solution. Quelle pièce de la maison est concernée par ce montage. Tracer le chronogramme de fonctionnement 3. Le télérupteur Avec le logiciel Schémaplics simulation, effectuer l exercice de niveau 1 (Electrotechnique). Noter sur votre feuille la solution. Quelle pièce de la maison est concernée par ce montage. Tracer le chronogramme de fonctionnement
PARTIE CABLAGE (temps maximum conseillé 2 heures) 1. Le double allumage Effectuer le câblage de l éclairage du garage. Après vérification du professeur mettre sous tension avec une ampoule 24V. 2. Le va et vient Effectuer le câblage de l éclairage de la chambre. Après vérification du professeur mettre sous tension avec une ampoule 24V. 3. Le télérupteur Effectuer le câblage de l éclairage du hall. Après vérification du professeur mettre sous tension avec une ampoule 24V.
ECLAIRAGE DOMESTIQUE Objectifs : Identifier les différents types d éclairage, Être capable de choisir une éclairage en fonction du lieu de vie, Mettre en service des mesures pertinentes. Acquis préalable : - Aucun On donne : - le texte du TP - le système éclairage Harmonique - les appareils de mesures sont à déterminer - Fiches pratiques ADEME - Extrait du document «catalogue sources.pdf», page 4,5 et 8 - les EPI On exige : - Un compte rendu propre et clair - le respect des règles de sécurité - Des mesures précisent et pertinentes MISE EN SITUATION En fonction du lieu de vie, l éclairage diffère. Cette activité permet d identifier et de comparer les différents modes d éclairage disponible dans le commerce.
TRAVAIL DEMANDE PARTIE RECHERCHE & CALCULS (temps maximum conseillé 2 heures) 1. Caractéristiques et choix d un luminaire Qu est ce que l IRC d un luminaire? Quelle valeur d IRC est nécessaire pour considérer l éclairage comme correct? Donner la définition du flux lumineux. Donner la définition de l intensité lumineuse. Donner la définition de l éclairement. Préciser pour la salle F33 quel doit être le niveau d éclairement. Donner la définition de l efficacité lumineuse. Expliquer la notion de température de couleur. En salle F33, quelle température de couleur préconisez-vous? Quel sera le ressentie d après la courbe de Kruithof? Quelle est l influence de la couleur des parois sur la lumière émise. 2. Etudes des éclairages disponibles sur le système. Relever au brouillon les informations (marque, référence, puissance) sur les éclairages suivants o Lampe à incandescence standard avec réflecteur o Lampe fluo compact o Tube fluo confort D après les documents constructeurs de chaque éclairage, présenter un tableau regroupant les paramètres suivants : o Marque o Puissance o IRC o Température de couleur o Durée de vie o Flux lumineux o Intensité lumineuse 3. Calcul d éclairement prévisionnel D après les données constructeurs de l éclairage fluo compact, vérifier la valeur de l efficacité lumineuse. Le système «éclairage harmonique» est éclairé par la lampe fluo compact. Une mesure de l intensité lumineuse donne I = 412 cd. Calculer le flux émis ainsi que l éclairement sachant que le plan de travail est à 1 mètre de la source lumineuse. Calculer l efficacité lumineuse. Comparer avec les données constructeurs et justifier. Pour la lampe à incandescence, nous avons relevé 1100 lux à une distance de 78 cm. Calculer le flux lumineux puis l efficacité lumineuse. Comparer avec les données constructeurs et justifier.
PARTIE MESURES (temps maximum conseillé 2 heures) 1. Mesures pour caractériser les éclairages étudiés. Préparer le matériel de mesure pour mesurer les grandeurs suivantes : o Courant o Tension o Puissance o Facteur de puissance o Eclairement à l allumage o Eclairement au bout d une minute o Distance o Surface o Couleur d éclairement Pour utiliser le matériel correctement, lire la documentation constructeur. Dans un tableau préparé sur votre feuille, pour les lampes ci-dessous, relever toutes les grandeurs précédemment citées : Mazda standard avec reflecteur Lampe fluo compact Philips Tube fluo confort Philips Pour chaque lampe, avec les mesures V, I et Fp, retrouver par le calcul la puissance mesurée. C est à vous d inventer la formule. Comment se comporte l éclairement des sources lumineuses après la mise sous tension? 2. Comparaison d efficacité lumineuse Pour les lampes étudiées, mesurer l éclairement en 9 points différents sur la surface de travail afin de déterminer l éclairement moyen du plan de travail. D après la puissance mesurée précédemment et les résultats de la question précédente, calculer l efficacité lumineuse de chaque lampe. Comparer vos résultats entre chaque lampe. Comparer vos résultats avec les données constructeur. L efficacité lumineuse doit elle être le seul critère de choix pour l éclairage? Justifier. 2. Eclairement de la salle F33 Mesurer l éclairement sur les plans de travail de la salle F33. Conclure.