Le court-circuit : définition, dangers, expérience et protections (fusible, disjoncteur)

Un mot du quotidien, un phénomène précis

« Il y a eu un court-circuit » : on entend la phrase après une panne de courant, un grille-pain qui a fumé, un incendie dont on cherche la cause. Dans le langage courant, le mot désigne à peu près n’importe quel incident électrique. En physique, il a un sens précis, et ce sens explique pourquoi le phénomène est tantôt sans conséquence, tantôt destructeur.

Un court-circuit est un raccourci offert au courant. Le courant électrique, quand plusieurs chemins lui sont ouverts, se répartit entre eux en fonction de leur résistance : le chemin le plus facile en reçoit le plus. Si l’un des chemins est un simple fil de cuivre, dont la résistance est presque nulle, il prend presque tout le courant et les autres chemins n’en reçoivent presque plus. Tout le chapitre tient dans cette idée. Le reste, la lampe qui s’éteint, la pile qui chauffe, le disjoncteur qui saute, en découle.

Le programme de 5e et de 4e demande de savoir reconnaître un court-circuit sur un schéma, de prévoir ses effets sur les lampes du circuit, de distinguer le court-circuit inoffensif d’un récepteur du court-circuit dangereux du générateur, et de connaître le rôle des protections de l’installation domestique. Cette page couvre tout cela, avec l’expérience de classe et les ordres de grandeur qui rendent le danger concret.

Définition et vocabulaire

Un court-circuit est la liaison directe de deux points d’un circuit par un conducteur de résistance négligeable. On dit que le dipôle dont les bornes sont ainsi reliées est court-circuité, ou shunté (de l’anglais shunt, dérivation). Le fil qui réalise la liaison est le fil de court-circuit.

Le terme vient du fait que le courant trouve un chemin plus « court », au sens électrique : non pas plus court en longueur, mais de résistance plus faible. Un fil de 3 m de cuivre est électriquement plus « court » qu’un filament de lampe de 2 cm, parce que sa résistance est mille fois moindre.

Trois situations se présentent dans les circuits du collège :

1. Court-circuit d’un récepteur (lampe, moteur, résistor) : le récepteur cesse de fonctionner ; le reste du circuit continue, parfois en fonctionnant plus fort. Pas de danger immédiat s’il reste au moins un récepteur en série avec le générateur.
2. Court-circuit du générateur : ses deux bornes sont reliées sans aucun récepteur. L’intensité devient très grande, limitée seulement par la résistance interne du générateur et celle des fils. C’est le court-circuit dangereux.
3. Court-circuit involontaire dans une installation : deux fils dénudés qui se touchent, un objet métallique tombé dans un appareil, de l’eau qui relie deux contacts. C’est la cause des incidents domestiques ; les protections du tableau électrique sont conçues pour lui.

Court-circuiter un récepteur : la lampe s’éteint

Commençons par le cas sans danger, celui que l’on manipule en classe. Dans un circuit en série comprenant un générateur et deux lampes, on relie par un fil les deux bornes de l’une d’elles. Que se passe-t-il ?

La lampe court-circuitée s’éteint. Le courant qui arrive à sa première borne a le choix entre le filament (résistance de quelques ohms à quelques dizaines d’ohms) et le fil de court-circuit (résistance de quelques millièmes d’ohm). Il passe presque tout par le fil ; la fraction qui traverse le filament est trop faible pour le chauffer. On dit que la tension aux bornes de la lampe est devenue nulle : un fil parfait ne peut pas avoir de tension à ses bornes, et la lampe qui lui est branchée en dérivation n’en a donc pas non plus.

L’autre lampe, elle, brille plus fort qu’avant. Le circuit ne contient plus qu’un seul récepteur au lieu de deux : la résistance totale a diminué, l’intensité a augmenté, et la lampe restante reçoit toute la tension du générateur au lieu de la partager. Si elle n’est pas prévue pour cette tension, elle peut griller. C’est un point de vigilance de l’expérience : avec une pile de 4,5 V et deux lampes de 3,5 V en série, court-circuiter l’une expose l’autre à 4,5 V, ce qu’elle supporte un moment ; avec 6 V et deux lampes de 3,5 V, la lampe restante grille.

En dérivation, le raisonnement est le même mais la conséquence différente. Si deux lampes sont montées en dérivation et que l’on court-circuite l’une d’elles, le fil de court-circuit relie en réalité les deux bornes du générateur, puisque les lampes en dérivation partagent les mêmes deux points de branchement. Les deux lampes s’éteignent, et le générateur se retrouve en court-circuit. C’est le cas dangereux, et c’est pourquoi l’expérience se fait toujours en série.

Court-circuiter le générateur : le danger

Reprenons le circuit à une seule lampe et court-circuitons-la. La lampe s’éteint, mais cette fois le fil de court-circuit relie la borne + à la borne − du générateur sans aucun récepteur sur le trajet. Rien ne freine plus le courant.

Ce qui limite l’intensité dans un circuit, c’est sa résistance. En 3e, la loi d’Ohm le dit précisément : I = U / R. Si R tend vers zéro, I devient très grand. En pratique, deux résistances subsistent toujours : celle du fil de court-circuit lui-même, et la résistance interne du générateur, qui vaut environ 0,3 à 1 Ω pour une pile plate neuve, 0,1 Ω pour une pile alcaline LR6, quelques milliohms pour une batterie de voiture, et une fraction de milliohm pour le réseau électrique vu depuis une prise.

$$I_{\text{cc}}=\frac{U}{r+R_{\text{fil}}}$$

Avec U = 4,5 V, r = 0,8 Ω et un fil de 0,05 Ω, I_cc ≈ 4,5 / 0,85 ≈ 5 A. Une pile plate est prévue pour débiter 0,1 à 0,3 A : elle fournit donc vingt à cinquante fois plus que la normale. Sur une prise de la maison, avec U = 230 V et une résistance totale de l’ordre de 0,1 Ω, on obtient plus de 2 000 A : c’est ce que l’on appelle le pouvoir de coupure que doit supporter un disjoncteur, indiqué sur son boîtier (3 000 A ou 4 500 A pour un disjoncteur domestique, norme NF EN 60898).

Pourquoi ça chauffe : l’effet Joule

Un conducteur parcouru par un courant s’échauffe : c’est l’effet Joule, que l’on exploite dans le grille-pain, le radiateur ou la bouilloire. La puissance dissipée en chaleur dépend de la résistance du conducteur et du carré de l’intensité :

$$P=R\times I^2$$

Le carré change tout. Si l’intensité est multipliée par 20, la chaleur dégagée dans le fil est multipliée par 400. Un fil qui reste tiède à 0,25 A devient brûlant à 5 A. Dans une installation domestique, un fil de 1,5 mm² prévu pour 16 A et traversé par 2 000 A pendant quelques dizaines de millisecondes voit sa température grimper de plusieurs centaines de degrés : l’isolant en PVC fond vers 160 °C et se décompose au-delà de 200 °C. Sans protection, c’est l’incendie.

Situation	Tension	Résistance totale	Intensité de court-circuit	Ce qu’on observe
Pile plate 4,5 V, fil court	4,5 V	≈ 0,9 Ω	≈ 5 A	fil tiède puis chaud, pile vidée en minutes
Pile alcaline LR6 1,5 V	1,5 V	≈ 0,15 Ω	≈ 10 A	fil et pile très chauds, risque de fuite
Batterie de voiture 12 V	12 V	≈ 5 mΩ	1 000 à 3 000 A	étincelles, fil fondu, brûlures graves
Prise domestique 230 V	230 V	0,05 à 0,2 Ω	1 000 à 4 500 A	arc électrique, disjoncteur qui coupe en moins de 10 ms

Sources : résistances internes typiques d’après les fiches techniques Energizer et Duracell ; pouvoir de coupure des disjoncteurs domestiques d’après la norme NF EN 60898-1 ; échauffement du cuivre et tenue du PVC d’après le guide UTE C 15-105.

L’expérience de classe, en sécurité

Le programme prévoit d’observer un court-circuit, pas de le subir. L’expérience se fait avec une pile plate de 4,5 V ou une alimentation de laboratoire limitée en courant, jamais sur le secteur. Elle vise à montrer les deux effets : l’extinction de la lampe court-circuitée et l’échauffement quand le générateur est en cause.

Une variante utile consiste à insérer un ampèremètre dans le circuit : on lit 0,2 à 0,3 A avec les lampes, puis l’aiguille ou l’affichage part au maximum quand on court-circuite le générateur. Attention au calibre : un ampèremètre réglé sur 200 mA grille sur un court-circuit ; on utilise le calibre 10 A, souvent protégé par un fusible interne, et on se souvient qu’un ampèremètre placé en dérivation sur un dipôle le court-circuite lui aussi, puisqu’il se comporte comme un fil.

Certaines alimentations de laboratoire possèdent un réglage de limitation de courant : réglé sur 0,5 A, il rend le court-circuit inoffensif, l’alimentation réduisant d’elle-même sa tension. C’est la meilleure manière de manipuler sans risque, mais elle masque l’effet d’échauffement que l’on cherche justement à montrer ; on utilise donc la pile pour la démonstration et l’alimentation limitée pour les manipulations des élèves.

Exemple 1 — Que deviennent les lampes ?

Trois lampes identiques L1, L2, L3 sont en série avec une pile. On court-circuite L2.

L2 est éteinte : le courant la contourne par le fil. L1 et L3 brillent plus fort qu’avant : le circuit ne contient plus que deux lampes au lieu de trois, sa résistance a diminué, l’intensité a augmenté. Le générateur n’est pas en court-circuit, puisque L1 et L3 restent sur le trajet du courant. Il n’y a pas de danger immédiat, mais si les lampes sont prévues pour un tiers de la tension de la pile, elles risquent de griller.

Exemple 2 — Série ou dérivation, ce n’est pas pareil

Deux lampes identiques sont en dérivation sur une pile. On court-circuite L1. Que voit-on ?

En dérivation, L1 et L2 sont branchées entre les deux mêmes points, qui sont aussi les bornes de la pile. Court-circuiter L1, c’est relier ces deux points par un fil : L2 est court-circuitée aussi, et la pile avec elles. Les deux lampes s’éteignent et la pile débite un courant intense : elle chauffe. Dans cette configuration, l’expérience est dangereuse et ne doit pas être réalisée.

Les protections de l’installation domestique

À la maison, un court-circuit se produit quand un fil dénudé touche un autre fil, quand de l’eau relie deux contacts, quand un objet métallique tombe dans un appareil ouvert, ou quand un appareil vieillissant voit son isolant se fissurer. L’intensité monte alors à des milliers d’ampères en une fraction de milliseconde. Aucun humain ne pourrait réagir ; on confie donc la coupure à des appareils automatiques réunis dans le tableau électrique, dont la composition est fixée en France par la norme NF C 15-100.

Le fusible. C’est la protection la plus ancienne : un fil fin, en plomb, en étain ou en argent, enfermé dans une cartouche de verre ou de céramique. Il est calculé pour fondre quand l’intensité dépasse son calibre ; une fois fondu, le circuit est ouvert. Simple, fiable, mais à usage unique : il faut le remplacer, par un fusible de même calibre. Remplacer un fusible de 10 A par un de 16 A, ou pire par un fil de cuivre, supprime la protection des fils. On trouve encore des fusibles dans les anciens tableaux, dans les prises des voitures et à l’intérieur de nombreux appareils.

Le disjoncteur divisionnaire. Il remplace le fusible dans les installations récentes. C’est un interrupteur automatique à deux détecteurs. Un électroaimant réagit instantanément (quelques millisecondes) à une intensité très supérieure au calibre : c’est la protection contre le court-circuit. Une lame bimétallique, qui se courbe en chauffant, réagit en quelques secondes à quelques minutes à une intensité modérément supérieure au calibre : c’est la protection contre la surcharge, par exemple trop d’appareils sur la même prise. Après la coupure, on remonte la manette ; si le disjoncteur retombe aussitôt, le défaut est toujours là.

L’interrupteur différentiel 30 mA. Il ne protège pas contre le court-circuit mais contre l’électrocution. Il compare en permanence l’intensité qui part vers l’installation et celle qui en revient. Si la différence dépasse 30 mA, c’est qu’une partie du courant s’échappe ailleurs, à travers une personne qui touche un fil ou une carcasse métallique sous tension, et il coupe en moins de 40 ms. La norme impose au moins deux différentiels 30 mA par logement depuis 2002.

Le disjoncteur de branchement. Installé par le distributeur, il limite l’intensité totale à la puissance souscrite (par exemple 30 A pour 6 kVA, 45 A pour 9 kVA) et sert de coupure générale. Il comporte lui aussi un différentiel, réglé à 500 mA, qui protège l’installation contre les défauts d’isolement importants.

Protection	Détecte	Temps de réaction	Protège	Après coupure
Fusible	intensité > calibre	de quelques ms à quelques s	les fils (surcharge, court-circuit)	à remplacer
Disjoncteur divisionnaire	intensité > calibre	quelques ms (court-circuit), s à min (surcharge)	les fils	on réenclenche
Interrupteur différentiel 30 mA	fuite de courant > 30 mA	moins de 40 ms	les personnes	on réenclenche
Disjoncteur de branchement	intensité totale > abonnement, fuite > 500 mA	quelques ms à s	l’installation entière	on réenclenche

Sources : norme NF C 15-100 (sections et calibres), NF EN 60898-1 (disjoncteurs), NF EN 61008 (différentiels) ; Observatoire national de la sécurité électrique (ONSE), rapports 2019 à 2024.

Exemple 3 — Pourquoi le disjoncteur a-t-il sauté ?

Dans une cuisine, la bouilloire (2 200 W) et le grille-pain (1 000 W) fonctionnent en même temps sur le même circuit de prises protégé par un disjoncteur de 16 A. Le disjoncteur coupe après une minute. Court-circuit ou surcharge ?

Intensité totale : I = P / U = 3 200 / 230 ≈ 13,9 A, inférieure à 16 A. Mais si un radiateur soufflant de 1 500 W est branché sur la même ligne, on passe à 4 700 / 230 ≈ 20,4 A : c’est une surcharge, détectée par la lame bimétallique en une à deux minutes. Un court-circuit aurait fait couper en quelques millisecondes, sans délai. Le remède : répartir les appareils sur plusieurs circuits, pas changer le disjoncteur pour un plus gros.

Le court-circuit dans la vie quotidienne

Le câble de chargeur abîmé. Un câble plié mille fois finit par perdre sa gaine ; les deux conducteurs se touchent. Sur un chargeur de téléphone, l’électronique détecte le court-circuit et coupe ; sur une rallonge secteur, c’est le disjoncteur qui saute, parfois avec une étincelle et une marque noire sur la prise. On remplace un câble dont on voit le cuivre, on ne le répare pas avec du ruban adhésif.

L’eau. L’eau du robinet conduit le courant, mal mais suffisamment. Un appareil qui tombe dans l’eau, une infiltration dans un mur, une prise extérieure non protégée créent des chemins de fuite qui font déclencher le différentiel. C’est pour cela que les prises de salle de bains sont interdites près de la baignoire et que les prises extérieures sont munies d’un volet.

Les piles dans la poche. Une pile 9 V dont les deux bornes touchent une clé ou une pièce de monnaie se retrouve en court-circuit : elle chauffe assez pour brûler la peau à travers le tissu et, selon les pompiers américains (NFPA), a déjà provoqué des incendies dans des tiroirs. On stocke les piles 9 V avec leur capuchon ou du ruban sur les bornes.

Les batteries au lithium. Trottinettes, vélos électriques, téléphones : leur résistance interne est très faible et leur énergie très grande. Un court-circuit interne, provoqué par un choc, une perforation ou un défaut de fabrication, déclenche un emballement thermique : la batterie s’auto-échauffe jusqu’à brûler, avec des flammes que l’eau ne suffit pas toujours à éteindre. Les consignes sont de ne pas charger sur un lit ou un canapé, de ne pas utiliser une batterie gonflée ou tombée, et de ne jamais percer un accumulateur.

La voiture. Une batterie de 12 V peut débiter plus de 1 000 A. Une clé à molette posée en travers de ses bornes se soude et rougit en une seconde ; c’est une brûlure grave assurée. Lors d’un dépannage avec des câbles, on branche d’abord le +, puis le − sur une masse métallique loin de la batterie, jamais les deux pinces d’un même câble l’une contre l’autre.

Les oiseaux sur les lignes. Un oiseau posé sur un seul fil ne court-circuite rien : il n’est en contact qu’avec un point du circuit, et aucun courant ne le traverse. Le danger existe pour les grands oiseaux dont les ailes déployées touchent deux fils à la fois : c’est alors un court-circuit entre phases, mortel pour l’animal et cause de coupures sur le réseau. Les gestionnaires de réseau installent des écarteurs et des perchoirs isolés pour l’éviter.

Exemple 4 — L’ampèremètre mal branché

Un élève veut mesurer l’intensité dans une lampe et branche l’ampèremètre en dérivation aux bornes de la lampe, comme un voltmètre. Que se passe-t-il ?

Un ampèremètre a une résistance quasi nulle : branché en dérivation sur la lampe, il la court-circuite. La lampe s’éteint. Si la lampe est le seul récepteur, le générateur est en court-circuit à travers l’ampèremètre : l’intensité dépasse son calibre et le fusible interne de l’appareil grille. C’est la panne la plus fréquente des multimètres de collège, et la raison pour laquelle on répète que l’ampèremètre se branche en série.

Un peu d’histoire

Le premier dispositif de protection est le fusible, breveté par Thomas Edison en 1880 pour protéger les lampes et les fils de son réseau de distribution de New York, alors que le mot « court-circuit » (short circuit) commence tout juste à être employé. Les premiers fusibles sont de simples fils de plomb tendus entre deux bornes, en plein air, d’où les incendies qu’ils déclenchent parfois eux-mêmes ; on les enferme dans des cartouches à partir des années 1890.

Le disjoncteur moderne, avec ses deux déclencheurs, magnétique pour le court-circuit et thermique pour la surcharge, est inventé en 1924 par l’ingénieur allemand Hugo Stotz, dont l’entreprise deviendra une branche d’ABB. Il faut attendre les années 1950 pour qu’il se généralise dans les logements, et 1969 pour que la France impose des protections différentielles dans les installations neuves. L’obligation du différentiel 30 mA sur tous les circuits des logements date de la révision de 2002 de la NF C 15-100.

Malgré ces progrès, l’électricité reste une cause majeure d’incendie : l’Observatoire national de la sécurité électrique estime que 25 % des incendies d’habitation en France ont une origine électrique, soit environ 50 000 par an, et que les deux tiers des logements de plus de quinze ans présentent au moins une anomalie électrique. Le court-circuit sur une installation vétuste ou surchargée en est la première cause.

Les erreurs classiques

Confondre court-circuit et circuit ouvert. Un circuit ouvert (interrupteur ouvert, fil débranché, lampe grillée) ne laisse passer aucun courant : rien ne fonctionne, rien ne chauffe. Un court-circuit laisse passer trop de courant. Les effets sont opposés, même si les deux font s’éteindre une lampe.

Croire qu’une lampe court-circuitée est grillée. Elle est simplement contournée ; retirez le fil et elle se rallume. À l’inverse, dans un circuit série, court-circuiter une lampe peut faire griller les autres, qui reçoivent alors une tension plus grande.

Penser que le fil de court-circuit « aspire » le courant. Le courant ne choisit rien : il se répartit entre les chemins disponibles en proportion inverse de leur résistance. Le fil en reçoit presque tout parce que sa résistance est presque nulle, pas parce qu’il attire quoi que ce soit ; une petite fraction traverse toujours la lampe, trop faible pour l’éclairer.

Dire que le court-circuit est dû à une tension trop grande. La tension du générateur ne change pas : une pile de 4,5 V en court-circuit reste une pile de 4,5 V (elle baisse même un peu). Ce qui explose, c’est l’intensité, parce que la résistance a disparu.

Croire que le différentiel protège des courts-circuits. Il détecte les courants de fuite vers la terre ou à travers une personne. Un court-circuit franc entre deux fils ne crée aucune fuite : c’est le disjoncteur qui coupe. Les deux appareils sont complémentaires.

Remplacer un fusible par un plus gros « pour que ça tienne ». Le calibre est celui que supportent les fils dans le mur, pas celui de l’appareil branché. Un fusible surdimensionné laisse chauffer les fils sans couper : c’est la recette des incendies dans les cloisons.

Exercices corrigés

Les trois premiers exercices portent sur la lecture de schémas et les effets sur les lampes (5e), les trois suivants sur les ordres de grandeur, l’effet Joule et les protections (4e, avec une ouverture vers la 3e).

Exercice 1

Reconnaître un court-circuit

5e●○○

Un circuit en série comprend une pile, un interrupteur K fermé et une lampe L. Pour chaque cas, dire si un dipôle est court-circuité, et lequel :

1. Un fil relie les deux bornes de L.
2. Un fil relie les deux bornes de K.
3. Un fil relie les deux bornes de la pile.
4. On ouvre K (sans fil supplémentaire).

Voir la correction

1. L est court-circuitée et, comme elle est le seul récepteur, la pile aussi : dangereux.
2. K est court-circuité : sans effet visible puisqu’il était fermé ; si on l’ouvre, la lampe reste allumée car le courant passe par le fil.
3. La pile est court-circuitée (la lampe aussi, indirectement) : courant intense, échauffement.
4. Aucun court-circuit : le circuit est ouvert, la lampe s’éteint, rien ne chauffe.

Exercice 2

Deux lampes en série

5e●○○

L1 et L2 sont en série avec une pile. On relie par un fil les deux bornes de L1.

1. Que devient L1 ? Que devient L2 ?
2. La pile est-elle en court-circuit ? Justifier.
3. On retire le fil. Que se passe-t-il ?

Voir la correction

1. L1 s’éteint (le courant la contourne). L2 brille plus fort (elle est seule à recevoir la tension de la pile).
2. Non : il reste un récepteur, L2, sur le trajet du courant entre les bornes de la pile.
3. L1 se rallume et L2 retrouve son éclat initial : le court-circuit n’a rien abîmé.

Exercice 3

Le même fil, deux résultats

5e●●○

On monte deux lampes identiques L1 et L2 sur une pile, d’abord en série, puis en dérivation. Dans chaque montage, on court-circuite L1 avec un fil.

1. Décrire ce que l’on observe en série.
2. Décrire ce que l’on observe en dérivation.
3. Lequel des deux montages est dangereux ? Pourquoi ?

Voir la correction

1. Série : L1 éteinte, L2 brille plus fort, la pile n’est pas court-circuitée.
2. Dérivation : les deux lampes sont branchées entre les mêmes points, qui sont les bornes de la pile. Le fil relie donc les bornes de la pile : L1 et L2 s’éteignent toutes deux.
3. Le montage en dérivation : la pile est en court-circuit, le courant est très intense, le fil et la pile chauffent.

Exercice 4

Ordres de grandeur

4e●●○

Une pile plate de 4,5 V alimente normalement une lampe traversée par 0,25 A. On court-circuite la pile ; l’intensité atteint 5 A.

1. Par combien l’intensité a-t-elle été multipliée ?
2. La chaleur dégagée dans un fil est proportionnelle au carré de l’intensité. Par combien est-elle multipliée ?
3. Une pile plate contient une énergie d’environ 20 kJ. Elle fournit une puissance P = U × I. Estimer le temps pour la vider en fonctionnement normal, puis en court-circuit (on suppose U constante pour simplifier).

Voir la correction

1. 5 / 0,25 = 20.
2. 20² = 400 : le fil qui restait froid devient brûlant.
3. Normal : P = 4,5 × 0,25 ≈ 1,1 W ; t = 20 000 / 1,1 ≈ 18 000 s ≈ 5 heures. Court-circuit : P = 4,5 × 5 = 22,5 W ; t ≈ 20 000 / 22,5 ≈ 900 s ≈ 15 minutes (en réalité moins, la pile ne tient pas ce régime et sa tension s’effondre).

Exercice 5

Surcharge ou court-circuit ?

4e●●●

Un circuit de prises est protégé par un disjoncteur de 16 A sous 230 V.

1. Quelle puissance totale peut-on brancher sans dépasser 16 A ? (P = U × I)
2. On branche un four de 2 500 W, un lave-vaisselle de 2 000 W et une cafetière de 1 000 W. Le disjoncteur saute au bout d’une minute. Calculer l’intensité et expliquer.
3. Un autre jour, le disjoncteur saute instantanément quand on branche une vieille lampe de chevet. Quelle est la cause probable ? Que faire ?

Voir la correction

1. P = 230 × 16 = 3 680 W.
2. P totale = 5 500 W ; I = 5 500 / 230 ≈ 23,9 A, supérieur à 16 A : c’est une surcharge, détectée par la lame bimétallique, d’où le délai d’une minute. Il faut répartir les appareils sur d’autres circuits.
3. Coupure instantanée = déclencheur magnétique = court-circuit, probablement dans le câble ou la douille de la lampe (fils dénudés qui se touchent). On ne rebranche pas la lampe ; on la répare ou on la jette.

Exercice 6

Intensité de court-circuit et loi d’Ohm

3e●●●

Une pile de 9 V a une résistance interne r = 1,5 Ω. On la court-circuite avec un fil de cuivre de 0,1 Ω.

1. Calculer l’intensité de court-circuit I_cc = U / (r + R_fil).
2. Calculer la puissance dissipée dans le fil : P = R_fil × I_cc². Et dans la pile elle-même ?
3. Cette pile alimente normalement une DEL avec un résistor de 470 Ω. Calculer l’intensité normale et comparer.
4. Pourquoi la même pile est-elle inoffensive dans un cas et chaude dans l’autre ?

Voir la correction

1. I_cc = 9 / (1,5 + 0,1) = 9 / 1,6 ≈ 5,6 A.
2. Fil : P = 0,1 × 5,6² ≈ 3,2 W. Pile : P = 1,5 × 5,6² ≈ 47 W : c’est surtout la pile qui chauffe, d’où les fuites et déformations.
3. I = 9 / (470 + 1,5) ≈ 0,019 A = 19 mA, soit près de 300 fois moins qu’en court-circuit.
4. La tension est la même ; c’est la résistance du circuit qui change de 471,5 Ω à 1,6 Ω. L’intensité, et donc l’échauffement (en I²), s’envolent quand la résistance disparaît.

Quiz : dix questions pour vérifier

1. Un dipôle est court-circuité quand…

   il est débranchéses deux bornes sont reliées par un fil sans récepteur entre ellesil est traversé par un courant trop faibleil est branché à l’envers
2. Dans un circuit série à deux lampes, on court-circuite L1. Alors…

   L1 et L2 s’éteignentL1 s’éteint, L2 brille plus fortL1 brille plus fort, L2 s’éteintrien ne change
3. Le court-circuit dangereux est celui…

   d’une lampe parmi plusieurs en sériedu générateurd’un interrupteurd’un voltmètre
4. Lors d’un court-circuit du générateur, quelle grandeur devient très grande ?

   la tension du générateurl’intensité du courantla résistance du circuitla longueur des fils
5. La chaleur dégagée dans un fil (effet Joule) est proportionnelle…

   à l’intensitéau carré de l’intensitéà la tension seuleà la longueur du fil seulement
6. Un fusible protège le circuit en…

   augmentant la tensionfondant quand l’intensité dépasse son calibrerefroidissant les filsdétectant les fuites de courant
7. Le disjoncteur qui coupe instantanément signale plutôt…

   une surchargeun court-circuitune panne de secteurune lampe grillée
8. L’interrupteur différentiel 30 mA protège…

   les fils contre le court-circuitles personnes contre l’électrocutionles appareils contre les surtensionsla pile contre la décharge
9. Un ampèremètre branché en dérivation sur une lampe…

   mesure correctement l’intensitécourt-circuite la lampemesure la tensionn’a aucun effet
10. Deux lampes en dérivation sur une pile ; on court-circuite l’une d’elles. Alors…

    seule cette lampe s’éteintles deux lampes s’éteignent et la pile est en court-circuitl’autre lampe brille plus fortla pile s’éteint mais les lampes brillent

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Fiche : ce qu’il faut retenir

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