DNB 2020Amérique du NordCorrigé complet

Sécurité d'une installation électrique domestique

Durée conseillée : 30 min25 points sur 50 à l'épreuve de Sciences5 questions

Notions BO couvertes

T3.3·Loi d'Ohm U=RI, P=UI T3.4·Sécurité électrique T3.5·Énergie électrique E=Pt (kWh, conversions)

Les installations électriques sont équipées de disjoncteurs qui coupent le courant en cas de surintensité. Sans cette protection, le courant trop fort échauffe les fils et peut provoquer un incendie.

1.Installation électrique domestique

Schéma simplifié d'une installation électrique avec disjoncteur général 30 A et 3 disjoncteurs secondaires alimentant four, plaque de cuisson, radiateur — Schéma de l'installation : un disjoncteur général de 30 A protège 3 lignes en dérivation (four, plaque, radiateur).

Question 1

3 pts

T3.3

Les appareils sont en dérivation. Citer une conséquence.

Question 2

4 pts

T3.3

Identifier la relation entre I, I₁, I₂, I₃ et nommer la loi.

I = I₁ = I₂ = I₃
I = I₁ − I₂ − I₃
I = I₁ × I₂ × I₃
I = I₁ + I₂ + I₃

Question 3

4 pts

T3.5

Pour équiper sa cuisine, le propriétaire de la maison achète un four dont les caractéristiques sont les suivantes :

Plaque signalétique encadrée du four : « Chaleur tournante », « 230 V – 2 100 W », « Nettoyage par pyrolyse », « 41,4 kg ».

Le four fonctionne à plein régime pendant une heure. Parmi les propositions suivantes, indiquer celles qui sont exactes :

A, Puissance nominale = 2 100 W
B, Énergie consommée = 2,1 kW
C, Puissance nominale = 2,1 kW·h
D, Énergie consommée = 2,1 kW·h

Question 4

5 pts

T3.3T3.4

La tension électrique délivrée par le fournisseur est de 230 V. Pour respecter les normes en vigueur, le propriétaire installe le four de 2 100 W sur la ligne comportant un disjoncteur de 20 A (disjoncteur 1 du document). Montrer par un calcul que le four en fonctionnement normal ne déclenche pas le disjoncteur 1.

Question 5

9 pts

T3.3T3.4

En supplément du four, le propriétaire installe une plaque de cuisson et un radiateur électrique, chacun protégé par un disjoncteur du même type que le disjoncteur 1. L'installation comporte alors trois appareils dont les caractéristiques sont les suivantes :

Tableau à trois colonnes : disjoncteur 1, le four, 2 100 W ; disjoncteur 2, la plaque de cuisson, 3 000 W ; disjoncteur 3, le radiateur, 1 900 W.

Si les trois appareils fonctionnent normalement et en même temps, indiquer, à l'aide de calculs, si le disjoncteur général de 30 A se déclenche ou pas. La tension reste de 230 V.

Méthodologie

Chaque corrigé suit une méthodologie de rédaction rigoureuse, avec formule littérale annoncée, étapes de calcul détaillées et phrase de conclusion explicite. Idéal pour s'entraîner à rédiger comme attendu au DNB.