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Physique-chimie · 3eDNB

Sécurité électrique : exercices corrigés de 3e

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Pour trouver l'intensité qui traverse un appareil : I=PUI = \dfrac{P}{U} ; pour sa puissance : P=U×IP = U \times I ; pour l'énergie consommée : E=P×tE = P \times t.
  • Un dispositif de protection (fusible, disjoncteur) s'ouvre quand l'intensité dépasse la valeur prévue : on compare toujours l'intensité calculée à celle du dispositif.
  • Plusieurs appareils branchés sur le même circuit : on additionne les puissances avant de calculer l'intensité totale.
  • Pour limiter le risque électrique, on agit sur deux plans : l'installation et le matériel doivent être sûrs, et les règles doivent être respectées à l'usage 2.

Comment utiliser ces exercices

Cette page te propose des exercices de difficulté croissante sur la sécurité électrique. Ils reprennent ce que tu as vu juste avant : la puissance électrique et l'énergie électrique. Les circuits domestiques ont une tension de 230 V230\ \text{V} dans tous les énoncés, sauf mention contraire.

Le programme de cycle 4 demande de reprendre en 3e l'étude du courant et de la tension avec le formalisme requis, et réserve possiblement à cette classe les aspects énergétiques 1. Les exercices mêlent donc des calculs d'intensité, de puissance et d'énergie à des situations de sécurité.

Les exercices

Exercice 1 Intensité d'un grille-pain

★☆☆Environ 5 min

Un grille-pain de puissance 1150 W1150\ \text{W} est branché sur une prise de tension 230 V230\ \text{V}.

Calcule l'intensité du courant qui le traverse, en ampères.

Indice 1

Quelle formule relie PP, UU et II ?

Indice 2

Isole II : I=PUI = \dfrac{P}{U}.

Voir la correction pas à pas
  1. On part de la relation P=U×IP = U \times I, valable pour un appareil alimenté sous la tension UU.

  2. On isole l'intensité : I=PUI = \dfrac{P}{U}.

  3. On remplace par les valeurs : I=1150230I = \dfrac{1150}{230}.

  4. On calcule : I=5 AI = 5\ \text{A}.

L'intensité qui traverse le grille-pain est de 5 A. Cette valeur sert ensuite à vérifier qu'elle reste sous la limite du circuit.

Exercice 2 Puissance d'un sèche-cheveux

★☆☆Environ 5 min

Un sèche-cheveux fonctionne sous 230 V230\ \text{V} et est traversé par un courant d'intensité 8 A8\ \text{A}.

Calcule sa puissance, en watts.

Indice 1

Utilise P=U×IP = U \times I.

Indice 2

Les unités sont déjà les bonnes : volts et ampères donnent des watts.

Voir la correction pas à pas
  1. On écrit la formule : P=U×IP = U \times I.

  2. On remplace : P=230×8P = 230 \times 8.

  3. On calcule : P=1840 WP = 1840\ \text{W}.

Le sèche-cheveux a une puissance de 1840 W, soit 1,84 kW1{,}84\ \text{kW}.

Exercice 3 Énergie consommée par un radiateur

★☆☆Environ 6 min

Un radiateur électrique de puissance 2000 W2000\ \text{W} fonctionne pendant 3 h3\ \text{h}.

Calcule l'énergie électrique consommée, en kilowattheures (kWh).

Indice 1

Convertis d'abord la puissance en kilowatts.

Indice 2

Utilise E=P×tE = P \times t avec PP en kW et tt en h.

Voir la correction pas à pas
  1. On convertit la puissance : 2000 W=2 kW2000\ \text{W} = 2\ \text{kW}.

  2. On écrit la formule : E=P×tE = P \times t.

  3. On remplace : E=2×3E = 2 \times 3.

  4. On calcule : E=6 kWhE = 6\ \text{kWh}.

Le radiateur consomme 6 kWh. Plus un appareil est puissant et reste longtemps allumé, plus l'énergie consommée est grande.

Exercice 4 Une multiprise trop chargée

★★☆Environ 10 min

Sur une multiprise reliée à une prise de 230 V230\ \text{V}, on branche en même temps une bouilloire de 2200 W2200\ \text{W}, un four à micro-ondes de 1200 W1200\ \text{W} et un grille-pain de 900 W900\ \text{W}. Le circuit est protégé pour une intensité maximale de 16 A16\ \text{A}.

  1. Calcule l'intensité totale demandée au circuit, arrondie au dixième d'ampère.
  2. Le circuit risque-t-il d'être en surcharge ?
Indice 1

Additionne d'abord les puissances de tous les appareils.

Indice 2

Calcule ensuite I=PtotaleUI = \dfrac{P_{\text{totale}}}{U} et compare à 16 A16\ \text{A}.

Voir la correction pas à pas
  1. On additionne les puissances : Ptotale=2200+1200+900=4300 WP_{\text{totale}} = 2200 + 1200 + 900 = 4300\ \text{W}.

  2. On écrit I=PtotaleUI = \dfrac{P_{\text{totale}}}{U}.

  3. On remplace : I=4300230≈18,7 AI = \dfrac{4300}{230} \approx 18{,}7\ \text{A}.

  4. On compare : 18,7 A>16 A18{,}7\ \text{A} > 16\ \text{A}.

L'intensité totale vaut environ 18,7 A, ce qui dépasse les 16 A prévus : le circuit est en surcharge. Il ne faut pas brancher ces trois appareils ensemble sur la même multiprise.

Exercice 5 Puissance maximale d'un circuit

★★☆Environ 8 min

Un circuit domestique de tension 230 V230\ \text{V} est protégé par un disjoncteur calibré à 16 A16\ \text{A}.

Quelle est la puissance maximale, en watts, que les appareils branchés simultanément peuvent appeler sans dépasser ce calibre ?

Indice 1

Le calibre est l'intensité maximale autorisée.

Indice 2

Utilise P=U×IP = U \times I avec I=16 AI = 16\ \text{A}.

Voir la correction pas à pas
  1. On repère l'intensité limite : Imax=16 AI_{\text{max}} = 16\ \text{A}.

  2. On écrit Pmax=U×ImaxP_{\text{max}} = U \times I_{\text{max}}.

  3. On remplace : Pmax=230×16P_{\text{max}} = 230 \times 16.

  4. On calcule : Pmax=3680 WP_{\text{max}} = 3680\ \text{W}.

La puissance maximale est de 3680 W. Au-delà, l'intensité dépasse 16 A et le dispositif de protection doit couper le circuit. Les dispositifs de protection d'un tableau électrique sont soumis à des spécifications de tension et de courant 6.

Exercice 6 Un fusible qui protège un appareil basse tension

★★★Environ 12 min

Un petit véhicule électrique est alimenté sous 36 V36\ \text{V}. Son moteur appelle une puissance de 450 W450\ \text{W}. Un fusible de 10 A10\ \text{A} protège le circuit.

  1. Calcule l'intensité du courant dans le circuit.
  2. Que se passe-t-il pour le fusible ? Explique pourquoi cela protège l'appareil.
Indice 1

Même formule que d'habitude, mais avec une tension différente de 230 V230\ \text{V}.

Indice 2

Compare l'intensité trouvée à 10 A10\ \text{A} et pense au rôle d'un fusible.

Voir la correction pas à pas
  1. On écrit I=PUI = \dfrac{P}{U}.

  2. On remplace : I=45036I = \dfrac{450}{36}.

  3. On calcule : I=12,5 AI = 12{,}5\ \text{A}.

  4. On compare : 12,5 A>10 A12{,}5\ \text{A} > 10\ \text{A}, donc le fusible coupe le circuit.

  5. On explique : le circuit s'ouvre avant que l'intensité excessive n'abîme les composants.

L'intensité vaut 12,5 A, supérieure aux 10 A du fusible : celui-ci coupe le courant. Une situation réelle étudiée en activité pédagogique le montre : un courant trop important a détruit une carte électronique d'un véhicule et aurait pu provoquer des risques de brûlures pour l'utilisateur 4.

Exercice 7 Analyser une installation : que faut-il corriger ?

★★★Environ 15 min

Dans un garage, on relève ces trois situations :

  • une rallonge est entièrement déroulée, mais un câble porte une gaine abîmée laissant voir le métal ;
  • un tableau électrique a été modifié par un voisin sans respecter les règles de conception et d'installation ;
  • un bricoleur change une prise sans avoir coupé le courant ni vérifié qu'il n'y avait plus de tension.

Pour chaque situation, indique si le problème vient de la mise en sécurité de l'installation ou du respect des règles lors de l'utilisation ou de l'intervention, puis propose une action corrective.

Indice 1

La prévention repose sur deux axes : l'installation elle-même et la façon dont on s'en sert ou on intervient dessus.

Indice 2

Pour une intervention, pense à ce qu'il faut faire avant de toucher à quoi que ce soit.

Voir la correction pas à pas
  1. Première situation : le câble abîmé est un problème de matériel donc de mise en sécurité. Action : ne plus utiliser la rallonge et la remplacer.

  2. Deuxième situation : la modification du tableau ne respecte pas les règles de conception et d'installation, donc c'est la mise en sécurité de l'installation qui est en cause. Action : faire vérifier et reprendre le tableau par un professionnel qualifié.

  3. Troisième situation : le problème vient du non-respect des règles lors d'une intervention. Action : couper et isoler l'installation, vérifier l'absence de tension, puis seulement intervenir.

  4. On vérifie que chaque action corrective agit bien sur la cause identifiée.

Deux leviers permettent de réduire le risque électrique : rendre l'installation et le matériel sûrs dès leur conception, et appliquer les bonnes règles quand on s'en sert ou qu'on travaille à proximité 2. Avant d'intervenir, on signale l'opération et on isole l'installation 2.

Les questions qu'on se pose

Comment savoir si je dois diviser ou multiplier avec P, U et I ?

Pars toujours de P=U×IP = U \times I. Si on cherche P, on multiplie. Si on cherche I ou U, on divise PP par l'autre grandeur : I=PUI = \dfrac{P}{U} et U=PIU = \dfrac{P}{I}. Vérifie ensuite l'unité : des watts divisés par des volts donnent des ampères.

Pourquoi additionne-t-on les puissances de plusieurs appareils sur la même prise ?

Tous les appareils d'une même multiprise sont alimentés par le même circuit. La puissance totale appelée est la somme des puissances, et c'est l'intensité correspondante qui traverse le câble et le dispositif de protection. Les câbles sont d'ailleurs choisis selon le courant qu'ils peuvent supporter 6. Calculer l'intensité appareil par appareil puis les additionner donne le même résultat, mais additionner d'abord les puissances est plus rapide.

Sources

Programme visé : Programme de Physique-Chimie - Cycle 4 (3e) - Énergie et ses conversions · Ministère de l'Éducation Nationale et de la Jeunesse - Bulletin Officiel

  1. Programme de Physique-Chimie - Cycle 4 (3e) - Énergie et ses conversions, Ministère de l'Éducation Nationale et de la Jeunesse - Bulletin Officiel. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Dossier Risques Électriques - Ce qu'il faut retenir (STI), Éduscol STI - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. La protection différentielle dans les installations électriques basse tension, Éduscol STI - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  4. Activité pédagogique - Sécurité électrique (Gyropode), Éduscol STI - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  5. Schémas de neutre et régimes de protection électrique, Éduscol STI - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
  6. Réglementations des installations électriques, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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