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title: "Circuits électriques et sécurité"
book: "Physique du primaire et du collège"
subject: physics
language: fr
chapter: 41
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/41-circuits-electriques-et-securite
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# Chapitre 41 — Circuits électriques et sécurité

Trois années de boucles, de lampes et de [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) ont fait de toi un bâtisseur de circuits. Cette année, tu deviens quelque chose de plus rare : un *rédacteur* de circuits. Les électriciens de tous les pays lisent et dessinent la même langue sans mots — et sa grammaire, plus un chapitre de sagesse durement acquise sur la sécurité, est ce qui sépare un câblage astucieux de doigts brûlés.

## 41.1 La langue sans mots

**Définition 41.1 (Schéma électrique).**

Un *schéma électrique* est le dessin normalisé d’un circuit : chaque appareil y est représenté par son *symbole* convenu, et les fils par des traits droits aux angles bien carrés. Un schéma montre comment le circuit est *relié* — qui alimente qui, où la route se sépare — et ignore volontairement la façon dont les vrais fils serpentent sur la table.

![L’alphabet : six symboles portent presque tous les circuits de ce livre. Les mêmes signes se lisent d’un atelier à l’autre, dans le monde entier.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g6-circuits-and-safety/fig-effe9adbc994.svg)

*L’alphabet : six [symboles](#def-g6-circuits-and-safety-diagram) portent presque tous les circuits de ce livre. Les mêmes signes se lisent d’un atelier à l’autre, dans le monde entier.*

**Méthode 41.2 (De la table au papier, et retour).**

Pour *dessiner* un circuit déjà monté :

1. énumérer les appareils, et choisir le [symbole](#def-g6-circuits-and-safety-diagram) de chacun ;
2. suivre du doigt la boucle réelle à partir du $+$ de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) , en notant l’ordre des appareils et chaque embranchement ;
3. redessiner sous forme de rectangle bien net : [symboles](#def-g6-circuits-and-safety-diagram) espacés, fils droits, angles carrés — les mêmes liaisons, sans serpents.

Pour *monter* un circuit à partir d’un schéma, il suffit de faire la traduction à l’envers — puis de vérifier, comme toujours : toute boucle partie du $+$ doit atteindre le $-$ en traversant au moins un appareil.

**Exemple 41.3 (Un même circuit, deux portraits).**

Sur la table : une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery), un enchevêtrement de fils à pinces crocodiles qui passent par-dessus une trousse, une lampe appuyée sur un livre, un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) qui pendouille. Sur le papier : un rectangle bien calme — la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) à gauche, l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) en haut, la lampe à droite. L’enchevêtrement et le rectangle sont le *même circuit* : toutes les liaisons y sont identiques. Pour décider si deux circuits sont les mêmes, une seule question : qui est relié à qui ?

**Exemple 41.4 (Moteurs et vibreurs entrent dans le jeu).**

Deux nouveaux venus dans ta boîte se comportent exactement comme des lampes sur un schéma : le *moteur* ([symbole](#def-g6-circuits-and-safety-diagram) : un M dans un cercle) tourne dès qu’un courant le traverse — ventilateurs, voitures miniatures, perceuses ; le *vibreur* (un cercle barré) sonne dès qu’il est alimenté — sonnettes, alarmes. Les règles des [circuits en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) et [en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) s’appliquent à eux sans changement : un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) les commande ; des [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) [en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) les rendent indépendants.

## 41.2 De vieilles règles dans la nouvelle langue

**Exemple 41.5 (Lire un schéma en professionnel).**

Devant un schéma, interroge-le avec la promenade du doigt du chapitre sur les [circuits en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) : depuis le $+$, parcours toutes les routes jusqu’au $-$. Tous les appareils sur une même route : [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) — une seule coupure les arrête tous, l’ordre est libre, l’éclat se partage. Des routes qui se séparent aux points des [nœuds](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) : [en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) — [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) indépendantes, plein éclat pour chacune, et le placement de l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) devient une vraie décision. La langue a changé ; les lois, non.

![Lis-le avant de le monter : un interrupteur sur la route commune, puis un embranchement — la lampe sur une branche, le moteur du ventilateur sur l’autre. L’interrupteur commande les deux ; les branches ignorent les ennuis l’une de l’autre.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/physics-1/g6-circuits-and-safety/fig-950ccb3e9d23.svg)

*Lis-le avant de le monter : un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) sur la route commune, puis un embranchement — la lampe sur une [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel), le [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) du ventilateur sur l’autre. L’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) commande les deux ; les [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) ignorent les ennuis l’une de l’autre.*

## 41.3 Le chapitre des cicatrices

Les règles de sécurité de l’électricité ont été payées en incendies, et pire encore. Les voici, avec leurs raisons — un professionnel connaît les deux.

**Définition 41.6 (Court-circuit).**

Un *court-circuit* se produit quand une route conductrice nue relie *directement* les deux côtés d’une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) (ou d’une prise), en sautant tous les appareils. N’ayant plus rien d’utile sur son chemin, le courant se rue — les fils chauffent, l’[isolant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/22-conducteurs-et-isolants#def-g4-conductors-insulators-insulator) fond, les [piles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) sont fichues, et l’installation du secteur peut prendre feu. Le chapitre sur les circuits de l’an prochain étudiera le coupable de près ; cette année, apprends à reconnaître son visage et tiens-le hors de tes montages.

**Remarque 41.7 (Les gardes du corps de la maison).**

Regarde à l’intérieur du tableau électrique de la maison : des rangées de petits [interrupteurs](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) — les *disjoncteurs* — un par [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) du grand [circuit en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) de la maison. Chacun monte la garde sur sa branche : si un défaut laisse le courant se ruer — un [court-circuit](#def-g6-circuits-and-safety-short), une prise surchargée — le garde se coupe lui-même en un clin d’œil, [isolant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/22-conducteurs-et-isolants#def-g4-conductors-insulators-insulator) la [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) avant que les fils ne surchauffent. Quand un disjoncteur « saute », il ne se comporte pas mal : il vient de faire son unique métier. Trouve le défaut avant de le réarmer.

**Remarque 41.8 (Les règles, avec leurs raisons).**

1. *Des expériences avec des [piles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) seulement ; la prise, jamais.* Le secteur pousse des centaines de fois plus fort — à travers une peau humide, il peut arrêter un cœur.
2. *Jamais de fil nu directement en travers d’une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery).* C’est un [court-circuit](#def-g6-circuits-and-safety-short) : [piles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) fichues, fil brûlant, doigts brûlés.
3. *L’eau et le courant du secteur ne partagent jamais le même coin de pièce :* pas d’appareil près de la baignoire, pas de mains mouillées sur une prise — la peau humide est un [conducteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/22-conducteurs-et-isolants#def-g4-conductors-insulators-conductor) .
4. *N’enfonce jamais quoi que ce soit dans une prise.* Le garde du tableau électrique est rapide, mais il ne faut jamais parier sur lui.
5. *Les cordons abîmés vont à la poubelle,* et non dans le tiroir : un [isolant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/22-conducteurs-et-isolants#def-g4-conductors-insulators-insulator) fendu est une clôture avec un trou.

## 41.4 Exercices

**Exercice 41.1 ★.**

Que montre fidèlement un [schéma électrique](#def-g6-circuits-and-safety-diagram), et qu’ignore-t-il volontairement ?

**Solution de Exercice 41.1.**

Fidèlement : les liaisons — quel appareil rejoint quel autre, où les routes se séparent. Ignorés : la longueur, la couleur et les serpentements réels des fils sur la table.

**Exercice 41.2 ★.**

Dessine de mémoire les [symboles](#def-g6-circuits-and-safety-diagram) : [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) ; lampe ; [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) ouvert ; [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) fermé ; [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) ; [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor). Quel signe indique le côté $+$ de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) ?

**Solution de Exercice 41.2.**

La [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) : deux barres parallèles inégales ; la lampe : un cercle barré d’une croix ; l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) ouvert : un pont-levis relevé ; l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) fermé : le pont posé à plat ; le [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) : un M dans un cercle ; le [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) : un cercle barré. C’est la barre *longue* qui marque le $+$ de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery).

**Exercice 41.3 ★.**

Dessine le schéma d’une sonnette : [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery), bouton-poussoir et [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) sur une seule boucle. Pourquoi la sonnerie s’arrête-t-elle quand le doigt se retire ?

**Solution de Exercice 41.3.**

Un seul rectangle : [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery), bouton-poussoir et [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) sur une unique boucle. Retirer le doigt ouvre l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) — une coupure sur l’unique route — et la loi de la boucle fait taire le [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) instantanément.

**Exercice 41.4 ★.**

Deux circuits sont montés avec la même boîte de pièces : sont-ils « le même circuit » ? Quelle question unique tranche ?

**Solution de Exercice 41.4.**

Pas nécessairement. La question qui tranche : qui est relié à qui ? Les mêmes appareils avec les mêmes liaisons — le même circuit, aussi différents que paraissent les enchevêtrements.

**Exercice 41.5 ★.**

Sur le schéma lampe-et-moteur du chapitre, qu’arrive-t-il au ventilateur si la lampe grille ? Et aux deux si l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) s’ouvre ? Quelles vieilles règles répondent ?

**Solution de Exercice 41.5.**

Le ventilateur continue de tourner : la mort de la lampe n’éteint que sa propre [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) — l’indépendance de la dérivation. L’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) ouvert se trouve sur la route commune, avant l’embranchement : il les arrête donc tous les deux — la règle des postes de commande.

**Exercice 41.6 ★.**

Qu’est-ce qu’un [court-circuit](#def-g6-circuits-and-safety-short), et pourquoi fait-il chauffer les fils ? Cite deux de ses victimes.

**Solution de Exercice 41.6.**

Une route conductrice nue qui relie directement les deux côtés de la source, en sautant tous les appareils : rien ne gêne plus le courant, il se rue et les fils chauffent. Victimes : la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) (vidée et fichue), l’[isolant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/22-conducteurs-et-isolants#def-g4-conductors-insulators-insulator) du fil — et, sur le secteur, parfois la maison entière.

**Exercice 41.7 ★.**

Un disjoncteur du tableau électrique a sauté. Que vient-il de faire pour la maison ? Que faut-il faire avant de le réarmer ?

**Solution de Exercice 41.7.**

Il a coupé sa branche en un clin d’œil parce que le courant s’est mis à se ruer — un défaut, non un caprice. Il faut trouver et réparer le défaut (débrancher le suspect, inspecter la [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel)) avant de réarmer le garde.

**Exercice 41.8 ★.**

Donne la raison derrière chaque règle : pas d’appareil près de la baignoire ; les cordons abîmés à la poubelle ; les jeux avec une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) oui, la prise jamais.

**Solution de Exercice 41.8.**

La baignoire : la peau humide conduit, et la poussée du secteur à travers un corps mouillé peut être mortelle. Les cordons abîmés : un [isolant](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/22-conducteurs-et-isolants#def-g4-conductors-insulators-insulator) fendu est une clôture avec un trou — des doigts peuvent rencontrer le cuivre. La [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) oui, la prise jamais : la poussée de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) est minuscule ; celle de la prise est des centaines de fois plus puissante.

**Exercice 41.9 ★★.**

Traduis en schéma (en mots ou en dessin) : une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) ; depuis son $+$, un fil vers un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) fermé ; à partir de l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch), un embranchement — une [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) traverse un [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor), l’autre une lampe ; les [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) se rejoignent et reviennent au $-$. Prédis ce que l’on entend et ce que l’on voit, et ce qui change si la seule [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) du [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) reçoit son propre [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) supplémentaire, ouvert.

**Solution de Exercice 41.9.**

Schéma : [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery), [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) fermé sur la route commune, puis un embranchement — [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) du [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) et [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) de la lampe — qui se rejoignent vers le $-$. Prédiction : la lampe brille *et* le [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) sonne, indépendamment. Avec un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) supplémentaire ouvert sur la [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) du [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) : le silence de ce côté, mais la lampe continue de briller — les [interrupteurs](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) de [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) ne commandent que leur [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel).

**Exercice 41.10 ★★.**

Un ventilateur jouet est câblé ainsi : $+$ de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) au [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor), [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) au $-$ de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery), et — « pour la solidité » — un fil nu supplémentaire directement du $+$ au $-$. Le ventilateur tourne à peine et le fil supplémentaire chauffe. Diagnostique avec [Définition 41.6](#def-g6-circuits-and-safety-short) : quelle route le courant préfère-t-il, et pourquoi le montage est-il dangereux ?

**Solution de Exercice 41.10.**

Le fil supplémentaire est un [court-circuit](#def-g6-circuits-and-safety-short) : une route nue et directe du $+$ au $-$. Le courant préfère la route vide et facile au [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) qui travaille dur : le ventilateur est donc affamé pendant que le fil de raccourci encaisse la ruée et chauffe — ce qui vide la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) et invite les brûlures. Il faut supprimer le fil « de solidité ».

**Exercice 41.11 ★★.**

L’astuce d’atelier de Papi : avant de toucher un luminaire, il coupe son [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) mural *et* le disjoncteur de toute la [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel), au tableau électrique. Avec le raisonnement de la série, explique ce que chaque coupure obtient — et pourquoi l’homme prudent fait les deux.

**Solution de Exercice 41.11.**

L’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) mural ouvre la boucle propre au luminaire — la route de la lampe est coupée. Le disjoncteur ouvre toute la [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel), bien plus en amont — même si le câblage du luminaire est défectueux ou si l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) mural est mal repéré, la [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) est morte. Deux coupures [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) : chacune arrête le courant à elle seule, et les deux ensemble pardonnent une erreur sur l’une comme sur l’autre.

**Exercice 41.12 ★★★.**

Conçois le câblage d’un théâtre de marionnettes : un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) général qui plonge tout dans le noir ; deux lampes de scène qui doivent tomber en panne indépendamment ; un [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) de rideau et un [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) d’annonce, chacun avec son propre [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) de commande. Décris (ou dessine) le schéma — quels appareils sont sur la route commune, lesquels sur des [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel), où se place chaque [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) — et contrôle ton projet avec toutes les règles de la série et de la dérivation que tu possèdes.

**Solution de Exercice 41.12.**

La [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery), puis l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) général sur la route commune, puis quatre [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) [en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) : lampe de scène 1 ; lampe de scène 2 ; [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) de rideau avec son propre [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) ; [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) avec son propre [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series). Contrôles : le général commande tout (route commune) ; les lampes tombent en panne indépendamment ([branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) séparées) ; le [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) et le [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) obéissent chacun à son [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) ([en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) au sein de leur [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel)) et s’ignorent l’un l’autre ([en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) entre [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel)).

## 41.5 Problème : câbler la cabane de jardin

**Problème 41.1.**

Problème du week-end — une famille câble sa cabane de jardin ; les schémas avant les tournevis ; la liste de contrôle de l’inspecteur

La famille dessine d’abord sur le papier le petit réseau à [piles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) de la cabane — comme le font les professionnels.

**Partie I — le plan sur le papier.** La liste des souhaits : un plafonnier commandé à la porte ; une lampe d’établi avec son propre [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) ; un petit ventilateur d’aération (un [moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor)) avec son propre [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch).

1. Pourquoi les trois appareils doivent-ils être sur des [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) [en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) plutôt que sur une seule boucle [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) ? Donne deux conforts qui disparaîtraient [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) .
2. Chaque [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) porte son propre [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) . Que commande chaque [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) , et que ne commande aucun d’eux ?
3. Où doit se placer un [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) général pour éteindre et faire taire toute la cabane d’un coup ?
4. Dessine (ou décris précisément) le schéma complet : [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) , [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) général, trois [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) , quatre [interrupteurs](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) en tout.

**Partie II — le montage, inspecté.**

5. Une fois monté et allumé, le plafonnier brille — mais faiblement — et la lampe d’établi ne brille que si l’ [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) *du ventilateur* est fermé. La promenade du doigt trouve la lampe d’établi et le ventilateur sur une même [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) , l’un derrière l’autre. Nomme leur disposition, et explique les deux symptômes avec les vieilles règles.
6. Donne la réparation, en un seul fil, qui rétablit le plan.
7. Pendant le rangement, un tournevis se pose un instant en travers des deux [bornes](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) nues de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) et devient chaud. Nomme l’événement, et dis ce que la famille doit vérifier ensuite au sujet de la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) .
8. Le parent-inspecteur ajoute une règle : « chaque jonction emballée, aucun cuivre nu nulle part ». Contre quels deux dangers cette seule règle protège-t-elle ?

**Partie III — la nuit de tempête.**

9. Une nuit de pluie : le toit de la cabane fuit sur l’établi. Pourquoi la famille ne doit-elle pas toucher le câblage avec les mains mouillées, même dans une cabane alimentée par des [piles](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) — et pourquoi le même geste serait-il bien plus grave dans la maison alimentée par le secteur ?
10. Les [lumières](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/3-la-lumiere-et-les-ombres#def-g1-light-and-shadows-source) de la maison vacillent et un disjoncteur saute. Qu’a détecté le disjoncteur, et quel est l’ordre raisonnable des actions ?
11. Au matin, la famille débat de l’ajout d’une sonnette — [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) à la cabane, bouton-poussoir à la maison, un long fil double entre les deux. [En série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) ou [en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) avec le réseau de la cabane ? D’où vient son courant ? Esquisse la boucle.
12. Rédige la charte de sécurité de la famille pour la cabane, en trois lignes : une sur les prises, une sur l’eau, une sur les fils nus.

**Solution de Problème 41.1.**

**1.** [En série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series), un seul appareil grillé ou éteint plongerait tout dans le noir, et les trois appareils se partageraient la poussée, tous faibles et poussifs. La dérivation garde chaque appareil indépendant et à pleine puissance. **2.** Chaque [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) commande exactement l’appareil de sa propre [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) ; aucun d’eux ne commande les autres [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel). **3.** Sur la route commune, entre la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) et le premier embranchement — en amont de toutes les [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel). **4.** [Pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) $\to$ [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) général $\to$ [nœud](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) d’où partent trois [branches](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) — (plafonnier $+$ son [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch)), (lampe d’établi $+$ son [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch)), ([moteur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) du ventilateur $+$ son [interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch)) — qui se rejoignent et reviennent à la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery). **5.** Ils sont [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) sur une même [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) : ils se partagent la poussée (tous deux poussifs — le plafonnier terne était en réalité le symptôme du couple de l’établi), et l’[interrupteur](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#ex-g3-first-electric-circuit-switch) du ventilateur, placé sur leur route commune, les commande tous les deux. **6.** Les séparer : tirer un fil neuf pour que la lampe d’établi ait sa propre [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) en travers de l’alimentation — chacune est alors à pleine puissance et indépendante. **7.** Un [court-circuit](#def-g6-circuits-and-safety-short) entre les [bornes](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery). Vérifier si la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) délivre encore quelque chose — les courts-circuits la vident et peuvent la détruire (une [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) devenue chaude mérite la retraite). **8.** Les courts-circuits (des fils nus qui se rencontrent) et les chocs ou brûlures (des doigts qui rencontrent le cuivre nu). **9.** La peau humide conduit bien mieux que la peau sèche ; même un montage à [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) mérite la discipline des mains sèches — et, dans la maison, le même geste rencontre la poussée du secteur, des centaines de fois plus puissante : possiblement mortelle. Les habitudes doivent s’acquérir sur le circuit sans danger. **10.** Le disjoncteur a détecté qu’un courant trop grand se ruait dans sa branche — un défaut, sans doute de la pluie dans un appareillage. Ordre raisonnable : laisser le disjoncteur coupé, débrancher et inspecter la [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel), réparer ou sécher le défaut, et seulement ensuite réarmer. **11.** Sa propre boucle, distincte du réseau de la cabane (ou comme une [branche](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) [en dérivation](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/30-circuits-en-serie-et-en-derivation#def-g5-series-parallel-circuits-parallel) de plus sur la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) de la cabane) : [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery), bouton-poussoir à la maison, long fil double, [vibreur](#ex-g6-circuits-and-safety-motor) à la cabane, et retour — une sonnette est une boucle [en série](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/23-les-circuits-en-serie#def-g4-series-circuits-series) à elle seule, quelle que soit la longueur de ses fils. **12.** Par exemple : « Prises : nos expériences s’arrêtent à la [pile](https://one-course.com/books/physics/1/fr/chapter/16-un-premier-circuit-electrique#def-g3-first-electric-circuit-battery) — la prise n’est pas à nous. Eau : aucune main mouillée ne touche un câblage, dedans ou dehors. Fils nus : chaque jonction emballée ; un fil nu est un défaut, pas un raccourci. »