Électricité Flashcards
Définition de l’électricité
L’électricité est constituée d’un flux d’électrons libres. La production d’électricité consiste en effet à forcer des électrons à se déplacer ensemble dans un matériau conducteur (métaux, graphite, corps humain…) en créant un déficit d’électrons d’un côté du conducteur et un surplus de l’autre côté. Le dispositif qui produit ce déséquilibre s’appelle un générateur (pile, dynamo…).
Définition de la tension électrique
C’est la différence de niveaux électriques appelé différence de potentiel ou tension électrique. Elle est notée U et l’unité utilisée est le Volt (V).
Ordre de grandeur du voltage de quelques éléments
Pile ronde = 1,5 V
Batterie = 12 V
Usage domestique = 220 V
Générateur central = 15 000 V
Ligne de transport HT = 250 000 V
1 kV = 1000 V
Les appareils sont toujours prévus pour fonctionner sous une certaine tension : la tension nominale.
Si une tension supérieure est appliquée = risque d’être endommagé.
Si tension inférieure = pas au maximum de ses capacités
Définition de l’intensité
L’intensité I d’un courant électrique est la quantité qui traverse en 1 seconde une section du conducteur ; c’est donc un débit de charges électriques.
L’unité d’intensité est l’Ampère (A).
Plus le courant est intense , plus ses effets sont importants (lampe qui brille de plus en plus fort, moteur qui tourne de plus en plus vite)
Exemple d’ordres de grandeur des intensités de quelques appareils
Montre à quartz : 0.000 001 A
Clignotant de voiture : 1 A
Radiateur électrique : 10 A
Soudage électrique : 300 A
Générateur centrale électrique : 5 000 A
Foudre : 100 000 A
Définition de résistance
Certains matériaux laissent passer le courant : ils sont conducteurs. D’autres l’interrompent : ils sont isolants.
Les différentes matières ne se laissent pas traverser par le courant de la même manière. Offrent plus ou moins de résistance au passage du courant selon nature/conditions.
La résistance peut-elle se mesurer ? Si oui, comment s’exprime-t-elle ?
Oui
En Ohm
Fonction d’une résistance en électricité ou électronique
Appelée également conducteur ohmique, elle permet d’augmenter ou de réduire l’intensité du courant dans un circuit.
Plus la résistance est élevée, plus l’intensité est faible.
Définition de l’effet joule
C’est la transformation de l’énergie électrique en chaleur = l’élévation de température qui accompagne toute circulation de courant dans un conducteur.
Phénomène qui peut être recherché (radiateur, four…) ou subi, entraînant ainsi une déperdition d’énergie lors de la circulation du courant.
Effet joule des lignes électriques
En cuivre ou aluminium ; très bon conducteurs.
Mais leur résistance électrique n’est pas nulle.
Elle dissipent une partie de l’énergie électrique qu’elles transportent sous forme de chaleur.
Plus la tension est élevée, moins l’énergie dissipée par effet joule est importante, d’où l’emploi de lignes hautes voire très hautes pour le transport sur de longues distances.
Les dangers de l’électricité pour l’homme résident essentiellement dans ?
- la valeur de l’intensité circulant à travers le corps humain = quantité d’électrons (courant) qui vont traverser le derme. Elle dépendra de la source d’énergie électrique (tension), de la résistance interne du corps et de l’état de le peau
- le trajet du courant électrique dans le corps humain
- le temps de passage du courant électrique dans le corps humain
On considère que l’intensité peut être dangereuse dès 25 mA
Comment peut se faire une électrisation ?
Avec ou sans contact d’un élément sous tension
Qu’est-ce qu’une électrisation par contact ?
Il s’agit d’un risque dans lequel une personne se met en contact avec une partie d’un circuit électrique sous tension
Comment est créée une électrisation par contact ?
Avec une notion de :
- différence de potentiel : un élément chargé cherche toujours à s’équilibrer avec un élément qui est moins chargé et qui rentre en contact (ex: je touche une borne de courant chargée, ma main ne l’est pas. Le courant va dans ma main pour rejoindre le sol qui a un potentiel faible)
- chemin le plus facile : l’électricité va toujours vers l’endroit le moins chargé en passant par le chemin le moins résistant. Si je touche la borne et que je suis pieds nus posés sur le sol, l’électricité me traverse et va vers le sol. Pour me traverser, elle peut passer par les organes qui offrent moins de résistance.
Qu’est-ce que l’électrisation sans contact ?
Il s’agit d’un risque consécutif à un arc électrique
Comment est créée une électrisation sans contact ?
Avec une notion de :
- différence de potentiel : si elle est forte, l’électricité va créer un chemin dans l’air pour décharger le potentiel le plus élevé (ex : l’arc qui se crée lorsqu’une échelle s’approche d’une caténaire de chemin de fer
- chemin le plus facile : si je m’approche d’une source importante de tension, un arc peut se créer vers moi pour permettre à l’électricité de rejoindre le sol qui a un potentiel très faible
Cas particulier d’un câble tombé à terre ou d’un pylône sous tension
L’électricité pénètre dans le sol et la tension diminue au fur et à mesure qu’elle s’éloigne de sa source.
À 10 m : tension plus haute qu’à 11.
Si on pose un pied à 10 m et un autre à 11, la tension dans chaque pied est différente. La personne sera donc électrisée.
Conclusion : dans ce cas précis, la personne qui s’éloigne de la source de danger doit faire de tous petits pas
Qu’est-ce qu’un circuit ?
C’est l’ensemble des appareils reliés à un même disjoncteur divisionnaire. Le nombre dépend de la taille des fils d’alimentation
Couleur des fils selon la réglementation en vigueur
- phase : rouge, marron, noir
- neutre : bleu
- fil de terre : vert et jaune
Le courant électrique entre dans les circuits par les fils de phase et ressort par les fils de neutre
Courant monophasé = circule par deux fils, phase et neutre
Courant triphasé = quatre câbles, trois phase et un neutre
Tension plus importante dans le triphasé que dans le monophasé
Combien il existe de types de disjoncteurs électriques ? Lesquels ?
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Général, divisionnaires et différentiels
Qu’est-ce qu’un disjoncteur général ?
Appelé aussi disjoncteur de branchement, il est placé entre le compteur et la tableau électrique. Point de départ de l’alimentation d’une habitation.
Responsable de l’arrêt d’urgence de la totalité des circuits
Si U = 230 V et disjoncteur réglé à 15 A alors P = U*I = 230 * 15 = 3450 W
On a alors 3,45 kW sans faire sauter les plombs
Qu’est-ce que un interrupteur et disjoncteur différentiels ?
Interrupteur différentiel : il vient se placer dans le tableau électrique, entre le disjoncteur général et les disjoncteurs divisionnaires.
Protège les personnes en cas de courant de fuite. Coupe l’alimentation si les courants dans la phase et dans le neutre sont différents.
Disjoncteur différentiel : même fonction mais peut aussi détecter les surintensités liées aux surcharges et aux courts-circuits. Coupe le courant sur les circuits concernés pour protéger les appareils raccordés.
Qu’est-ce qu’un disjoncteur divisionnaire ?
Sert à protéger l’appareil électrique contre les surcharges ainsi que les courts-circuits. Ne détecte pas les différences de courant de fuite. Ne protège donc pas les personnes.
Qu’est-ce que la mise à la terre ? (Dispositifs de protection)
Sert à évacuer une fuite de courant vers la terre. Toute installation électrique doit prévoir la possibilité de cette fuite.
Si défaut d’isolation, la fuite de courant reste dans la carcasse métallique de l’appareil si le circuit n’est pas relié à la terre. Si quelqu’un touche l’appareil, il sera traversé pour cette fuite ……
Si la fuite dépasse un certain niveau, l’interrupteur ou le disjoncteur différentiel coupera le courant.
Principe Foudre
Dans un nuage : frottements pluie/air = accumulation de charges électriques.
Quand une partie du nuage est assez surchargée, elle se décharge sur la terre.
Foudre = décharge électrique nuage/sol ou nuage/nuage
Éclair = manifestation visuelle
Tonnerre = manifestation sonore
Effets de la foudre = électrocution, fusion, explosions, incendies …
Paratonnerre
Pointe métallique
Intercepte la décharge électrique atmosphérique pour la conduire au sol
Protège de l’impact direct de la foudre
Parafoudre
Appareil électronique, installé généralement sur le tableau électrique.
Protège les appareils des surtensions causées par la foudre en conduisant l’excès d’intensité produit par la foudre vers la terre.
