Les lois de l'électricité régissent le comportement de l'intensité et de la tension dans un circuit électrique. Le bon fonctionnement d'un récepteur et la sécurité demandent d'adapter la tension et l'intensité qui le traversent. Si les deux bornes d'un dipôle sont reliées par un fil électrique, il se produit un court-circuit qui peut dégager beaucoup de chaleur. Le courant électrique est dangereux pour les personnes car le corps humain est un conducteur électrique. Tout contact entre une personne et un courant électrique peut provoquer une électrisation ou une électrocution.
Les lois de l'électricité
Dans une branche d'un circuit, l'intensité est unique et la somme des intensités qui arrivent sur un nœud est égale à celle des intensités qui repartent. La tension aux bornes de dipôles en dérivation est identique et des récepteurs en série avec un générateur se partagent sa tension.
Unicité des intensités
L'intensité est la même en tout point d'une même branche d'un circuit électrique.
Unicité de la tension
La tension aux bornes de dipôles en dérivation est identique.
Additivité des intensités (ou loi des nœuds)
Dans un circuit en dérivation, la somme des intensités qui arrivent sur un nœud est égale à la somme des intensités qui en repartent.
Additivité de la tension
Dans un circuit en série, la somme des tensions des dipôles est égale à la tension du générateur.
Les différents dangers des circuits électriques
Soumettre un récepteur à une tension ou une intensité trop élevée est dangereux. En cas de court-circuit, un important dégagement de chaleur peut provoquer un incendie. Le corps humain étant un conducteur électrique, un contact entre une personne et un courant électrique peut provoquer une électrisation ou une électrocution.
La non-adaptation de la tension
Le bon fonctionnement d'un récepteur nécessite d'adapter la tension qu'on lui applique à sa tension nominale.
Intensité et tension nominales
L'intensité et la tension nominales d'un récepteur électrique sont l'intensité et la tension à appliquer à ses bornes pour qu'il fonctionne normalement.
L'intensité et la tension nominales d'une lampe sont généralement inscrites sur son culot.
Le bon fonctionnement d'un récepteur dépend de la tension que l'on applique à ses bornes comparativement à sa tension nominale :
- Si la tension aux bornes du récepteur est proche de sa tension nominale, on dit que celle-ci est « adaptée » et le récepteur fonctionne correctement.
- Si la tension aux bornes du récepteur est inférieure à sa tension nominale, on dit que celui-ci est « en sous-tension » et son fonctionnement ne sera pas optimal.
- Si la tension aux bornes du récepteur est supérieure à sa tension nominale, on dit que celui-ci est « en surtension » et son fonctionnement est dangereux.
On dispose d'une lampe de tension nominale 6 V :
Faire fonctionner un récepteur en surtension présente un danger car le récepteur peut griller et provoquer des dégâts.
Une lampe en surtension peut griller et provoquer notamment des brûlures et des bris de verre.
La surintensité
Une trop grande valeur de l'intensité du courant électrique présente des dangers pour les installations électriques.
Dans une installation électrique, lorsque l'intensité du courant est trop importante, elle présente des dangers : les fils et composants électriques peuvent fondre et déclencher un incendie. C'est notamment le cas lorsque trop d'appareils sont branchés sur la même multiprise.
Plus on branche de récepteurs sur la même multiprise, plus l'intensité du courant qui la traverse augmente. Si l'intensité devient trop importante, des fils électriques peuvent fondre.
Pour éviter les risques de surintensité, il ne faut pas brancher trop de récepteurs sur une même multiprise et surtout pas des multiprises sur une autre multiprise.
Le court-circuit
Si les deux bornes d'un dipôle sont reliées par un fil électrique, il se produit un court-circuit. Les dangers d'un court-circuit sont liés au dégagement de chaleur produit.
Lorsqu'on relie les deux bornes d'un générateur par un fil électrique, ou n'importe quel bon conducteur, on provoque un court-circuit : une grande quantité de chaleur est alors dégagée dans cette partie du circuit, ce qui peut provoquer un incendie et la destruction du générateur.
Lorsqu'on relie les deux bornes d'un générateur par des fils électriques et de la paille de fer, on observe que celle-ci s'enflamme vivement.
Court-circuit
Le court-circuit est un phénomène qui a lieu lorsqu'on relie les deux bornes d'un dipôle directement avec des fils électriques ou des bons conducteurs électriques, empêchant le fonctionnement du dipôle et provoquant un important dégagement de chaleur.
Dans le circuit schématisé ci-dessous, les deux bornes du moteur sont reliées par un fil électrique, il est donc en court-circuit : il ne peut pas fonctionner et une chaleur importante peut être dégagée par le circuit.
La situation la plus dangereuse est le court-circuit d'un récepteur dans un circuit en dérivation, car cela revient à court-circuiter le générateur. L'intensité du courant électrique atteindra alors une très grande valeur, rendant le dégagement de chaleur très dangereux.
Dans le circuit en dérivation schématisé ci-dessous, le court-circuit de l'une des lampes provoque celui du générateur.
L'électrisation
Le courant électrique est dangereux pour les personnes car le corps humain est un conducteur électrique. Une prise électrique est composée de plusieurs bornes. Tout contact avec une prise électrique est dangereux.
Le corps humain est un conducteur électrique. Le passage du courant dans le corps d'une personne peut provoquer :
- une électrisation : passage du courant dans le corps ne provoquant pas la mort de l'individu ;
- une électrocution : passage du courant dans le corps qui provoque la mort de l'individu.
Toucher des fils électriques dénudés peut être mortel.
Les effets d'un contact d'une personne avec un courant électrique dépendent de l'intensité de ce dernier et de la durée du contact.
D'après le graphique, le risque d'une exposition à un courant d'intensité 30 mA pendant une durée 500 ms est une fibrillation ventriculaire.
La prise de la maison, ou prise secteur, possède trois bornes : la phase, le neutre et la prise de terre. On peut déterminer où se trouve la borne active d'une prise (la phase) grâce à un tournevis testeur (tournevis qui possède dans son manche une lampe) que l'on introduit dans les bornes femelles et qui s'éclaire lorsque la phase est détectée (à ne pas faire soi-même, cette intervention doit être réalisée par une personne qualifiée).
Tout contact avec une prise électrique est dangereux, car le courant électrique peut traverser le corps humain (qui est un conducteur électrique) et provoquer une électrisation (brûlures, lésions, etc.) ou même une électrocution (la mort).
Le courant électrique peut traverser le corps humain :
- pour circuler de la borne active (la phase) vers la borne passive (le neutre) ;
- pour circuler de la borne active (la phase) vers le sol.
Il est très dangereux, pour une personne non qualifiée, d'essayer de modifier un appareil électrique.