Chapitre 2 | Première Bac Pro ERA-MA (Grpt 3) | Physique – Électricité | ⏱ 50 min
Dernière mise à jour : 14 août 2026, 16:25
Mme Lefèvre est aménageuse d'intérieur. Elle prépare l'ouverture d'un showroom d'agencement de cuisines et de salles de bains à Lyon. Le showroom dispose d'un seul circuit électrique monophasé protégé par un disjoncteur de 16 A sous 230 V. Elle doit vérifier si l'installation peut alimenter tous les équipements prévus sans déclencher le disjoncteur.
| Équipement | Puissance (W) | Intensité (A) |
|---|---|---|
| Éclairage LED (ensemble des spots) | 350 | 1,5 |
| Écran de présentation numérique | 230 | 1,0 |
| Plaque de cuisson vitrocéramique (démo) | 2 300 | 10,0 |
| Four encastrable (démo) | 2 500 | 10,9 |
| Hotte aspirante | 180 | 0,8 |
| Lave-vaisselle (démo) | 1 800 | 7,8 |
| Radiateur d'appoint | 1 500 | 6,5 |
Les appareils sont ici supposés résistifs (cos φ ≈ 1) — c'est justement l'objet de ce chapitre de voir ce qui change pour un moteur.
📚 Cette activité de découverte s'appuie sur la leçon Ch01 (P = U × I, énergie) et prépare le Ch02 (puissance en alternatif).
a) En lisant le tableau, identifier l'équipement le plus puissant et le moins puissant.
b) Quel est le rôle du disjoncteur 16 A dans le circuit ? Que se passe-t-il si l'intensité dépasse 16 A ?
a) Le plus puissant : four encastrable (2 500 W). Le moins puissant : hotte aspirante (180 W).
b) Le disjoncteur 16 A est un dispositif de protection. Il coupe automatiquement le courant si l'intensité totale du circuit dépasse 16 A. Il protège les câbles contre la surchauffe (échauffement par effet Joule) et prévient les risques d'incendie.
NB : un disjoncteur 16 A coupe en quelques millisecondes pour les courts-circuits, en quelques secondes pour les surcharges (courbe C standard NF C 15-100).
Calculer la puissance totale si tous les équipements fonctionnent en même temps.
Ptotal = 350 + 230 + 2 300 + 2 500 + 180 + 1 800 + 1 500 = 8 860 W = 8,86 kW.
Si tous les appareils fonctionnent simultanément, la puissance totale demandée est de 8 860 W.
Calculer la puissance maximale que le circuit peut fournir avec P = U × I, en utilisant U = 230 V et Imax = 16 A.
Pmax = U × Imax = 230 × 16 = 3 680 W = 3,68 kW.
Le circuit peut fournir au maximum 3 680 W avant que le disjoncteur ne se déclenche.
a) Comparer la puissance totale (Q2) avec la puissance maximale (Q3).
b) Que se passera-t-il si Mme Lefèvre branche tous les appareils simultanément ?
a) Ptotal (8 860 W) est très largement supérieure à Pmax (3 680 W). Rapport : 8 860 / 3 680 ≈ 2,4. On dépasse la capacité du circuit de plus du double.
b) L'intensité totale serait I = P/U = 8 860 / 230 ≈ 38,5 A, soit environ 2,4 fois le calibre de 16 A : c'est une surcharge importante. Le disjoncteur doit ouvrir le circuit, mais le temps de déclenchement dépend de sa courbe et de ses caractéristiques ; on ne peut pas affirmer qu'il sera instantané.
Mme Lefèvre veut savoir quels appareils elle peut faire fonctionner simultanément sans dépasser 16 A.
a) Calculer l'intensité totale si elle branche : éclairage + écran + plaque + hotte.
b) Le disjoncteur va-t-il supporter cette combinaison ?
c) Proposer une autre combinaison qui inclut le four et reste sous la limite.
a) I = 1,5 + 1,0 + 10,0 + 0,8 = 13,3 A.
b) Oui, 13,3 A < 16 A. Cette combinaison est admissible. Le disjoncteur ne se déclenchera pas.
c) Combinaison avec le four : éclairage + écran + four + hotte = 1,5 + 1,0 + 10,9 + 0,8 = 14,2 A < 16 A ✓.
On ne peut pas y ajouter le radiateur (6,5 A) car 14,2 + 6,5 = 20,7 A > 16 A.
Mme Lefèvre fait fonctionner uniquement éclairage + écran + hotte pendant 8 h.
a) Calculer la puissance totale.
b) Calculer l'énergie consommée en kWh.
c) Calculer le coût (0,18 €/kWh).
a) P = 350 + 230 + 180 = 760 W = 0,76 kW.
b) E = P × t = 0,76 × 8 = 6,08 kWh.
c) Coût = 6,08 × 0,18 = 1,09 € pour la journée.
Un wattmètre branché sur le circuit indique 3 520 W alors que Mme Lefèvre pense n'avoir branché que éclairage (350 W) + plaque (2 300 W) + hotte (180 W), soit 2 830 W théoriques.
a) L'écart est-il normal ? Proposer une explication.
b) Calculer l'intensité réelle. Le disjoncteur est-il proche de sa limite ?
a) Écart = 3 520 − 2 830 = 690 W. Pas normal si elle n'a branché que ces 3 appareils. Hypothèse : un autre appareil est resté branché sans qu'elle s'en rende compte (radiateur d'appoint oublié, four en veille, ordinateur, etc.). À vérifier en débranchant un par un.
b) I = P / U = 3 520 / 230 = 15,3 A. Le disjoncteur est à 15,3 / 16 = 96 % de sa capacité. Très proche de la limite : le moindre appareil supplémentaire déclenchera la protection.
Mme Lefèvre vous demande conseil. Rédiger une note technique (5-6 lignes) :
Note technique – Showroom Lefèvre — 4 mai 2026
Le circuit actuel protégé par un disjoncteur de 16 A ne peut fournir qu'une puissance maximale de 3 680 W sous 230 V. Or la puissance totale de vos équipements atteint 8 860 W, soit plus du double de la capacité du circuit.
Il est impossible de faire fonctionner tous les appareils simultanément sur un seul circuit. Risque de déclenchements répétés et d'incendie.
Je recommande de faire installer par un électricien au moins deux circuits supplémentaires :
Ainsi chaque circuit reste en dessous de sa limite, garantissant la sécurité (norme NF C 15-100). Coût installation : ~ 600 € HT.
Pourquoi la norme NF C 15-100 impose-t-elle de séparer les gros électroménagers (four, plaque, lave-linge) sur des circuits dédiés ?
La norme NF C 15-100 (2002, dernière révision 2016) régit les installations électriques basse tension en France. Elle impose plusieurs circuits dédiés pour les gros électroménagers, pour 3 raisons :
Quelques exemples d'obligations NF C 15-100 :
Pour Mme Lefèvre, son showroom devrait avoir plusieurs circuits dédiés selon les équipements (cf. l'activité 3 de ce chapitre, sur le triphasé).