Chapitre 2 — Électricité | CAP MIT (Métiers Installation Thermique) | Physique-Chimie | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 7 mai 2026, format manuel scolaire
Karim, apprenti chauffagiste à Tours, est appelé chez un client qui n'a plus d'eau chaude. Le chauffe-eau est branché sur le secteur (230 V / 50 Hz). Karim mesure l'intensité dans la résistance chauffante avec un ampèremètre, et soupçonne une résistance partiellement claquée.
| Grandeur mesurée | Valeur |
|---|---|
| Tension U aux bornes | 230 V |
| Intensité I dans la résistance | 5,5 A |
D'après la loi d'Ohm, calculer la résistance mesurée à partir de U et I.
$R = \dfrac{U}{I} = \dfrac{230}{5,5} \approx $ 41,8 Ω.
Comparer à la résistance nominale (22 Ω). La résistance est-elle conforme ? Justifier.
Mesurée 41,8 Ω, nominale 22 Ω → écart de +90 %. Non conforme.
La résistance a probablement vieilli ou s'est partiellement coupée (oxydation à un point de soudure interne).
Calculer la puissance dissipée par cette résistance défaillante.
$P = U \times I = 230 \times 5,5 = $ 1 265 W ≈ 1,26 kW.
Soit 52 % de la puissance nominale (2 400 W). La résistance fonctionne « à moitié ».
Le client se plaint que l'eau chauffe 2 fois plus lentement. Expliquer le lien avec la mesure.
L'énergie dépend de la puissance : $E = P \times t$. Si $P$ est divisée par 2, le temps $t$ pour produire la même énergie est multiplié par 2.
Cohérent avec le ressenti du client. La résistance n'est pas totalement claquée, mais inefficace.
Le secteur fournit une tension alternative sinusoïdale 230 V / 50 Hz. Que représentent ces deux valeurs ?
230 V = tension efficace. La tension instantanée varie en réalité entre $-325 \,$V et $+325 \,$V.
50 Hz = fréquence = 50 oscillations par seconde, soit une période $T = 0,02 \,$s = 20 ms.
Karim remplace la résistance par une neuve (R = 22 Ω). Calculer la nouvelle intensité I et la nouvelle puissance P.
$I = \dfrac{U}{R} = \dfrac{230}{22} \approx $ 10,45 A.
$P = U \times I = 230 \times 10,45 = $ 2 404 W ≈ 2,4 kW (conforme à la valeur constructeur ✓).
Le disjoncteur du circuit chauffe-eau est calibré à 16 A. La nouvelle intensité (10,45 A) est-elle compatible ? Pourquoi le disjoncteur n'a-t-il pas déclenché ?
10,45 A < 16 A → compatible, marge ~35 %.
Le disjoncteur ne déclenche que si I dépasse 16 A pendant un certain temps (caractéristique « C »). En l'occurrence le défaut était une diminution d'intensité (résistance coupée), donc pas de déclenchement.
Le diagnostic ne se fait pas par le disjoncteur mais par la mesure ohmique ou de puissance.
Rédiger en 5 lignes le compte-rendu d'intervention que Karim laisse au client.
ProThermie Tours — Diagnostic chauffe-eau · 7 mai 2026
• Mesures : U = 230 V, I = 5,5 A → R mesurée = 41,8 Ω.
• Constructeur : R nominale = 22 Ω, P = 2 400 W.
• Diagnostic : résistance partiellement claquée (90 % d'écart). Puissance effective ~1 260 W.
• Action : remplacement de la résistance, puissance restaurée à 2 404 W.
• Vérification : I nouvelle = 10,4 A < 16 A disjoncteur. Conforme.
Calculer l'énergie nécessaire pour chauffer 200 L d'eau de 15 à 60 °C. On donne la formule $E = mc\Delta T$ avec $c = 4\,180 \,$J/(kg·°C) (formule fournie — au programme de Première). Combien de temps faut-il avec la résistance neuve (2 400 W) ?
$E = m \cdot c \cdot \Delta T = 200 \times 4\,180 \times (60-15) = 200 \times 4\,180 \times 45 = 37\,620\,000 \,$J ≈ 10,45 kWh.
Temps : $t = \dfrac{E}{P} = \dfrac{10\,450}{2\,400} \approx 4,35 \,$h ≈ 4 h 21 min.
📚 Cette activité s'appuie sur §3 (Loi d'Ohm), §5 (Continu/alternatif) et §7 (Secteur 230 V) de la leçon Ch02.