Chapitre 2 – Grandeurs électriques et circuits | 2nde Bac Pro | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 28 juin 2026
Inès, électricienne, installe le coffret électrique provisoire d'un chantier de construction. Ce coffret, alimenté en 230 V, distribue le courant à plusieurs appareils branchés en même temps. Inès doit vérifier que le coffret « tiendra » sans faire disjoncter.
| Appareil | Puissance P | Tension U |
|---|---|---|
| Projecteur de chantier | 500 W | 230 V |
| Bétonnière | 1100 W | 230 V |
| Chauffage de la baraque | 2000 W | 230 V |
| Disjoncteur du coffret : déclenche au-delà de 16 A. | ||
Sous quelle tension \(U\) tous les appareils sont-ils branchés ? Quelle grandeur cherche-t-on à calculer pour chaque appareil pour répondre à la problématique ?
Tous les appareils sont branchés sous \(\mathbf{U = 230\ V}\) (ils sont en parallèle). On cherche à calculer l'intensité \(I\) (en ampères) appelée par chaque appareil, puis l'intensité totale, pour la comparer au disjoncteur.
Rappelle la relation entre la puissance \(P\), la tension \(U\) et l'intensité \(I\). Transforme-la pour exprimer \(I\) en fonction de \(P\) et \(U\).
La relation est \(P = U \times I\). En isolant \(I\) : \(\displaystyle I = \dfrac{P}{U}\) (l'intensité, en A, est la puissance en W divisée par la tension en V).
Calcule l'intensité \(I_1\) appelée par le projecteur (500 W sous 230 V). Arrondis au dixième d'ampère.
\( I_1 = \dfrac{P_1}{U} = \dfrac{500}{230} \approx \mathbf{2{,}2\ A} \).
De la même façon, calcule l'intensité \(I_2\) de la bétonnière (1100 W) et l'intensité \(I_3\) du chauffage (2000 W), sous 230 V.
\( I_2 = \dfrac{1100}{230} \approx \mathbf{4{,}8\ A} \) • \( I_3 = \dfrac{2000}{230} \approx \mathbf{8{,}7\ A} \).
Les appareils sont branchés en parallèle. D'après la loi des nœuds, comment obtient-on l'intensité totale \(I_{tot}\) débitée par le coffret ? Calcule-la.
En parallèle, les intensités s'additionnent (loi des nœuds) : \(I_{tot} = I_1 + I_2 + I_3\).
\( I_{tot} \approx 2{,}2 + 4{,}8 + 8{,}7 = \mathbf{15{,}7\ A} \).
Compare l'intensité totale au calibre du disjoncteur (16 A). Le coffret tient-il ? Y a-t-il un risque ?
\( I_{tot} \approx 15{,}7\ \text{A} < 16\ \text{A} \) : on est juste en dessous du calibre. Le coffret « tient » théoriquement, mais la marge est très faible : au moindre démarrage de moteur (la bétonnière appelle plus de courant au démarrage) ou si un autre appareil est ajouté, le disjoncteur risque de déclencher. C'est une situation à éviter.
Propose une solution concrète pour qu'Inès ne dépasse pas le calibre de 16 A en toute sécurité.
Il ne faut pas allumer tous les appareils en même temps. Par exemple : éteindre le chauffage de la baraque pendant que la bétonnière tourne. Sans le chauffage : \(I \approx 2{,}2 + 4{,}8 = 7{,}0\ \text{A}\), large marge. D'autres solutions : répartir les appareils sur plusieurs coffrets/circuits, ou installer un coffret avec un disjoncteur de calibre supérieur (adapté à la section des câbles).
Rédige une courte note pour le chef de chantier : peut-on tout brancher en même temps sur ce coffret ? Justifie avec les valeurs calculées.
Note — coffret provisoire (disjoncteur 16 A)
Projecteur ≈ 2,2 A · Bétonnière ≈ 4,8 A · Chauffage ≈ 8,7 A.
Total des trois appareils ≈ 15,7 A, soit tout juste sous les 16 A.
La marge est trop faible : ne pas tout allumer en même temps (couper le chauffage pendant l'usage de la bétonnière) pour éviter de faire disjoncter le coffret.
Inès veut ajouter une meuleuse de 1000 W sur le coffret. Calcule l'intensité supplémentaire, puis la nouvelle intensité totale. Que se passe-t-il ?
Meuleuse : \(I_4 = \dfrac{1000}{230} \approx 4{,}3\ \text{A}\).
Nouvelle intensité totale : \(15{,}7 + 4{,}3 = \mathbf{20{,}0\ A}\), bien supérieure à 16 A. Le disjoncteur déclenche (il « disjoncte ») pour protéger l'installation. Il faut couper un autre appareil avant de brancher la meuleuse.
Réponse à la problématique : avec les trois appareils, \(I_{tot} \approx 15{,}7\ \text{A}\), juste sous le calibre de 16 A : le coffret tient de justesse mais le risque de déclenchement est réel. Pour la sécurité, il ne faut pas tout faire fonctionner en même temps.
📚 Cette activité s'appuie sur les grandeurs électriques, la puissance \(P = U \times I\) et le circuit en parallèle (leçon Ch02).
Source : coffret électrique provisoire de chantier alimenté en 230 V ; puissances et calibre de disjoncteur d'ordre de grandeur réaliste.