Court-circuit

Programmes : KS3, cycle 4, Sek I

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Objectif

Observer ce qui se passe lors d’un court-circuit et comment fonctionne la protection.

Le montage

Une source de 6 V et une ampoule de 6 V / 3 W ; un interrupteur ouvert est branché en dérivation aux bornes de l’ampoule. L’ampoule est allumée.

Protocole

1. Fermez l’interrupteur.
2. Observez l’ampoule et le voyant d’alimentation de la source.
3. Ouvrez l’interrupteur et remettez la source en marche avec la touche Secteur.

Résultat attendu

L’interrupteur fermé court-circuite les bornes de l’ampoule : le courant contourne l’ampoule, qui s’éteint. L’intensité n’est limitée que par la résistance interne de la source (0,5 Ω) et par les câbles, et atteint environ 10 A. La protection contre les surcharges de la source la coupe dès que l’intensité dépasse 3 A : la touche Secteur passe sur arrêt et le voyant clignote en rouge. La source ne fonctionnera de nouveau qu’après avoir été remise en marche à la main.

Questions

1. Pourquoi l’intensité est-elle si élevée lors d’un court-circuit ?
2. Quel appareil de l’installation électrique d’une habitation joue le rôle de cette protection ?

Réponses

1. L’interrupteur fermé contourne l’ampoule, dont le filament chaud d’environ 12 Ω maintenait l’intensité autour de 0,5 A. Il ne reste que la résistance interne de la source, 0,5 Ω, et les câbles, si bien que \(I = U / R\) donne au plus 6 V / 0,5 Ω = 12 A, et environ 10 A avec les câbles.
2. Un disjoncteur du tableau électrique, ou un fusible dans les installations anciennes. Comme la protection de la source, un disjoncteur se déclenche en cas de surcharge ou de court-circuit et doit être réarmé à la main.