PUISSANCE ELECTRIQUE I- De quoi dépend la puissance d un appareil? Activité 1 : Regardons les appareils électriques d un peu plus près Activité 2 : Calcul de la puissance d une lampe - La puissance nominale d un appareil est la puissance électrique qu il reçoit lorsqu il est soumis à sa tension d utilisation. Elle s exprime en Watt (W) - Il existe une relation entre la puissance électrique consommée par un dipôle et l intensité qui le traverse. On montre que P = U x I Avec P en watt W U en volt V I en ampères A Remarque : Cette relation est toujours vraie en courant continu. En courant alternatif elle n est vraie que si elle s applique pour des appareils à effets thermiques, sinon on utilise la relation générale P = k*u*i II- Ordre de grandeur de quelques puissances III- Puissance des appareils et installations électriques 1- Des lignes adaptées aux appareils Dans une installation électrique, les appareils de forte puissance doivent être alimentés par des fils de diamètre (section) adapté.
Lorsque l intensité du courant augmente dans un conducteur, on observe toujours un échauffement croissant. Cet effet, appelé effet Joule, est souhaité pour des appareils de chauffage, mais il est redouté dans le cas de fils électriques, dont la gaine en plastique peut brûler! On constate par ailleurs que les fils de grande section («gros» fils) s échauffent moins que des fils plus fins. Dans une installation électrique, les appareils de forte puissance (donc traversés par un courant de forte intensité) doivent être alimentés par l intermédiaire de «gros» fils. Ex : plaques de cuisson, lave-linge,. Ou expérience avec paille de fer 2- Calculs de la puissance dans une installation. Dans une installation tous les appareils sont branchés en dérivation. On montre grâce à la loi des nœuds que la puissance totale consommée par des appareils en fonctionnement est égale à la somme des puissances de chaque appareil en fonctionnement. P totale = P1 + P2 + P3+.
3- Dispositif de protection dans une installation. Une mauvaise utilisation de l installation électrique peut entraîner une surintensité. Il existe deux causes principales de surintensité : lorsque l on branche trop d appareils de grande puissance à une multiprise; lorsque les deux fils de la ligne, appelés fils de phase et de neutre, entrent en contact accidentel (court-circuit). Dans les deux cas, il y a risque d incendie. Les coupe-circuits (fusibles ou disjoncteurs) protègent l installation électrique et le matériel en ouvrant le circuit quand l intensité dépasse la valeur maximale admissible par l installation. Activité 3 : Tache complexe / sécurité électrique
ANNEXE Dispositif de protection dans une installation. a) Pour les installations : - Fusibles - coupe circuit (fiche d activité P 234) - Disjoncteur EDF à maximum d intensité (500 ma) b) Pour les personnes Une prise électrique possède trois bornes : la phase (fil rouge), le neutre (fil bleu), la fiche de terre (fil jaune et vert) Les personnes sont protégées grâce à la fiche de terre associée à un disjoncteur différentiel. La prise de terre permet d'écouler les courants de défaut vers la terre. La protection différentielle contrôle ces courants de défaut et coupe l'alimentation lorsqu'ils deviennent dangereux. L'absence de l'un de ces éléments importants fait courir un risque d'électrocution.
1. Absence de prise de terre et de différentiel : électrocution garantie. 2. Présence d'un différentiel mais absence de prise de terre : choc électrique garanti et risque d'électrocution. 3. Présence d'une prise de terre mais absence de protection différentielle : choc électrique garanti et risque d'électrocution. 4. Présence d'une prise de terre et d'un différentiel : aucun risque. Interprétation schéma 4 : La carcasse métallique de l appareil est reliée à la terre. Lors d un contact accidentel un courant de fuite If apparaît dans le fil de terre. Le courant de phase et de neutre présente une différence d intensité (If = Ip- In). Le disjoncteur différentiel, sensible à cette différence coupe le circuit. Les deux composants du couple "réseau de terre & protection différentielle" sont donc indissociables, l'un ne pouvant pas remplacer l'autre. Une bonne prise de terre doit avoir une résistance électrique adaptée à la sensibilité du dispositif différentiel de l'installation de la maison. Avec un disjoncteur EDF de branchement différentiel sélectif de 500 ma, la résistance maximale de la prise de terre doit être de 100 ohms. La mesure de la terre s'effectue avec un matériel spécifique (tellurique ou mesureur de terre). Il est donc conseillé de faire appel à un spécialiste (électricien ou consuel Organisme indépendant signifiant "Comité National pour la Sécurité des Usagers de l'electricité". Le certificat du C.O.N.S.U.E.L. est exigé pour toute mise en service du courant dans un logement neuf et parfois dans un logement ancien ayant bénéficié de travaux importants) afin de vérifier la bonne résistance électrique de votre installation Autres illustrations :