Circuit électrique domestique – fusible, interrupteur, prise et surcharge

TechnologieGénie électrique et sécurité13–14 ans

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Schéma d'un circuit domestique en 220 V : alimentation → dispositif de protection (fusible ou disjoncteur) → branches en parallèle formées de couples interrupteur–lampe et d'une prise de courant. Les élèves cliquent sur les interrupteurs pour allumer les lampes, branchent un appareil sur la prise et observent la puissance totale et le courant I = P/U ; quand le courant dépasse la valeur nominale, le fusible chauffe et fond (ou le disjoncteur déclenche) et tout le circuit est privé de courant. Remplacez le fusible ou réarmez le disjoncteur pour continuer.

Leçon : Constitution d'un circuit électrique : source, conducteurs, appareils de commande, appareils de protection et récepteurs ; sécurité électrique en cas de surcharge

Ce qu’elle montre

Un circuit domestique branche ses récepteurs en parallèle : chaque lampe et chaque appareil reçoit toute la tension du réseau et peut être commandé seul, tandis que les courants des branches s'additionnent dans le fil d'alimentation. Le courant total se calcule par I = P/U. Un dispositif de protection limite ce courant : le fusible contient un fil fin qui fond quand le courant dépasse son calibre, le disjoncteur se déclenche puis peut être réarmé. Le calibre doit convenir à la charge totale et au câblage ; c'est pourquoi on ne remplace jamais un fusible fondu par un fusible de calibre supérieur.

Mode d’emploi

Réglez Nombre de lampes et Puissance de chaque lampe, puis cliquez sur les interrupteurs pour allumer les lampes une à une et observez la puissance et le courant augmenter. Choisissez un Appareil branché sur la prise, du ventilateur jusqu'à la bouilloire ou la plaque chauffante, jusqu'à dépasser le calibre. Comparez les deux choix de Dispositif de protection, réduisez la charge, changez le fusible ou réarmez le disjoncteur, puis modifiez le courant nominal et recommencez.

Paramètres modifiables

  • Nombre de lampes 1–5 lampes
  • Puissance de chaque lampe 15–200 W
  • Appareil branché sur la prise Rien de branché, Ventilateur 60 W, Téléviseur 100 W, Fer à repasser 1 000 W, Bouilloire électrique 1 800 W, Plaque chauffante 2 000 W
  • Courant nominal du fusible / disjoncteur 2–20 A
  • Dispositif de protection Fusible, Disjoncteur

Questions à explorer

  1. Comment le courant total évolue-t-il chaque fois qu'on allume une lampe de plus, et pourquoi ?
  2. Quelles combinaisons de lampes et d'appareils surchargent un fusible de 5 A, et lesquelles restent sûres ?
  3. Pourquoi est-il dangereux de remplacer un fusible fondu par un fusible de calibre bien plus élevé ?