Chapitre 2 – Grandeurs électriques et circuits | 2nde Bac Pro MAMA | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 5 mai 2026, format manuel scolaire
Inès, technicienne de maintenance chez Atelier du Bois Massif à Strasbourg, doit diagnostiquer une panne sur la presse à plaquer chants qui ne chauffe plus. Le moteur tourne, mais la résistance chauffante reste froide. Inès sort son multimètre numérique pour vérifier le circuit électrique pas à pas.
La résistance R chauffe par effet Joule lorsqu'elle est traversée par le courant. Elle ne fonctionne que si tout le circuit est passant.
| Mesure | Calibre | Affichage |
|---|---|---|
| Tension à l'entrée du circuit (avant fusible) | V~ 750 V | 231 V |
| Tension après le fusible (à l'entrée de R) | V~ 750 V | 0 V |
| Continuité du fusible (hors tension) | continuité | OL (pas de bip) |
| Résistance R (hors tension, déconnectée) | Ω 200 Ω | 112 Ω |
a) Que signifient les symboles V~ et A~ sur le multimètre ?
b) Comment branche-t-on un voltmètre par rapport au composant à mesurer ?
c) Comment branche-t-on un ampèremètre ?
a) V~ = volt alternatif (tension AC). A~ = ampère alternatif (intensité AC). Le tilde « ~ » signifie « alternatif » (par opposition à V= ou A= pour le continu).
b) Voltmètre : en dérivation (parallèle). On place les deux pointes aux deux bornes du composant.
c) Ampèremètre : en série. On ouvre le circuit et on intercale l'appareil pour que le courant le traverse.
Inès lit 231 V à l'entrée du circuit (avant le fusible) mais 0 V après le fusible.
a) Que peut-on en conclure sur le fusible ?
b) La mesure de continuité affiche « OL » (Over Limit, pas de bip). Cela confirme-t-il l'hypothèse ?
a) Si la tension est de 231 V avant le fusible et 0 V après, c'est que le fusible est ouvert (grillé) : il interrompt le courant.
b) Oui : « OL » signifie résistance infinie (pas de continuité). Le fusible est bel et bien grillé. Sa résistance interne devrait être quasi nulle (quelques mΩ) si tout va bien.
La résistance chauffante mesure 112 Ω. La presse fonctionne sous 230 V.
Calculer l'intensité qui devrait traverser la résistance en fonctionnement normal.
Loi d'Ohm : \(I = \dfrac{U}{R}\)
\(I = \dfrac{U}{R} = \dfrac{230}{112} \approx \mathbf{2{,}05 \text{ A}}\)
L'intensité est d'environ 2 A. Le fusible doit donc être calibré pour supporter au moins cette intensité (généralement 2,5 A ou 3,15 A).
Calculer la puissance dissipée par effet Joule dans la résistance.
Formule : \(P = U \times I\) ou \(P = R \times I^2\)
\(P = U \times I = 230 \times 2{,}05 \approx \mathbf{472 \text{ W}}\)
Vérification : \(P = R \times I^2 = 112 \times 2{,}05^2 \approx 471\) W ✔
La résistance dissipe ≈ 470 W sous forme de chaleur, suffisant pour chauffer la plaque de placage chants.
Inès trouve dans le tiroir trois fusibles disponibles : 1,6 A · 2,5 A · 6,3 A.
a) Quel fusible doit-elle choisir pour remplacer le fusible grillé ?
b) Que se passe-t-il si elle met un fusible 1,6 A à la place ? Et un fusible 6,3 A ?
a) Intensité nominale : 2,05 A. Le fusible doit être légèrement supérieur à cette valeur pour ne pas griller à chaque fois → 2,5 A (le 1,6 A grillerait, le 6,3 A est trop large).
b)
Avant de remplacer le fusible, Inès se demande pourquoi il a grillé. Elle vérifie que la résistance n'est pas court-circuitée.
a) Si R était court-circuitée (R ≈ 0 Ω), quelle intensité circulerait théoriquement ?
b) Pourquoi un court-circuit fait-il griller le fusible ?
a) Avec R ≈ 0, théoriquement \(I = U/R \to \infty\). En pratique, l'intensité grimpe à plusieurs centaines d'ampères, limitée seulement par la résistance des fils (très faible).
b) Le fusible 2,5 A ne supporte pas une intensité aussi élevée : son fil interne fond en quelques millisecondes, coupant le circuit avant qu'un incendie ne se déclare ou que les autres composants ne soient détruits. C'est le rôle de protection du fusible.
Inès vérifie aussi la résistance R seule (déconnectée du circuit). Le multimètre lit 112 Ω.
a) Cette valeur est-elle cohérente avec la valeur attendue (sachant que la résistance nominale du fabricant est de 110 Ω, tolérance ±5 %) ?
b) Faut-il remplacer la résistance ?
a) Valeur attendue : 110 ± 5 % → entre 104,5 Ω et 115,5 Ω. 112 Ω est dans la fourchette, la résistance est bonne.
b) Non, la résistance n'est pas en cause. Inès peut juste remplacer le fusible (calibre 2,5 A) et la presse devrait redémarrer.
Rédiger en 4-5 lignes le rapport d'intervention d'Inès, en mentionnant : la panne constatée, les mesures faites, le diagnostic, la pièce remplacée et un conseil de prévention.
« Intervention sur presse à plaquer chants — résistance ne chauffe plus. Mesures multimètre : 231 V à l'entrée du circuit, 0 V après le fusible → fusible grillé confirmé par test de continuité (OL). Résistance mesurée à 112 Ω, conforme à la valeur nominale. Diagnostic : fusible 2,5 A grillé, sans défaut sur la résistance. Pièce remplacée : fusible 5×20 mm 2,5 A temporisé. La presse fonctionne à nouveau. Conseil : ne jamais remplacer par un calibre supérieur (ex. 6,3 A) — risque incendie. Vérifier la propreté de la résistance pour éviter les coupures futures. »
Le multimètre d'Inès affiche un message d'erreur quand elle veut mesurer 231 V sur le calibre V~ 200 V. Pourquoi ? Quelle règle générale faut-il retenir pour le choix du calibre ?
231 V dépasse la valeur maximale du calibre 200 V. Le multimètre affiche « OL » (Over Limit) ou « 1.000 » (dépassement) pour signaler que la valeur est trop grande pour ce calibre.
Règle générale : toujours choisir un calibre immédiatement supérieur à la valeur estimée. Si la valeur est inconnue, commencer par le calibre le plus grand et descendre progressivement pour gagner en précision.
📚 Cette activité s'appuie sur §2 (Grandeurs fondamentales), §3 (Instruments de mesure) et §4-5 (Circuits série et parallèle) de la leçon Ch02.