Karamö, le prof virtuelLeçon 15 sur 18
Localiser une panne électrique
Je sais chercher avec méthode pourquoi une lampe ne brille pas dans un circuit à piles et trouver l'élément en panne.
- 45 min
- 5 exercices corrigés
- 1 schéma
- QCM de 5 questions
À la fin de la leçon, tu sauras :
- Connaître les principales causes de panne d'un circuit simple
- Utiliser un testeur de continuité
- Tester un élément en le remplaçant par un élément en bon état
- Localiser une panne en suivant une démarche ordonnée
Avant de commencer : Les leçons « Le circuit électrique », « Conducteurs et isolants » et « Lampes associées en série ».
1Je découvre
À Kissidougou, pendant les révisions du soir, la lampe de bureau à piles d'Hawa s'éteint d'un coup. Son frère Ibrahima veut aussitôt aller acheter des piles neuves au marché. « Attends, dit Hawa. Et si ce n'était pas les piles ? On dépenserait de l'argent pour rien. »
Elle sort sa trousse de physique : une pile plate en bon état, une petite lampe qui marche, trois fils avec des pinces. « Le professeur nous a appris à chercher une panne comme un détective : on ne devine pas, on vérifie chaque élément, un par un. »
Mais par où commencer ? La lampe, les piles, les fils, l'interrupteur… tout peut être en cause.
Comment trouver, avec méthode et sans danger, l'élément qui empêche un circuit de fonctionner ?
2Je comprends
1. Les causes les plus fréquentes d'une panne
Une lampe ne brille pas quand le courant ne circule pas dans sa boucle, ou quand il est trop faible. Les causes les plus courantes, dans un circuit à piles, sont :
| Élément | Panne possible | Comment la voir |
|---|---|---|
| pile | pile usée (déchargée) ou mise à l'envers | la lampe ne brille pas ou très faiblement |
| lampe | lampe grillée (filament cassé) | on voit parfois le filament coupé à travers le verre |
| lampe | lampe mal vissée dans son support | le plot ne touche pas le contact |
| fil | fil coupé à l'intérieur de la gaine | rien ne se voit de l'extérieur |
| connexions | mauvais contact : borne rouillée, sale, desserrée | pince mal fixée, lame de pile oxydée |
| interrupteur | interrupteur cassé, qui ne ferme plus le circuit | la lampe ne réagit pas quand on appuie |
| circuit | court-circuit (fil qui relie directement deux bornes) | la pile chauffe, la lampe ne brille pas |
Dans tous les cas, sauf le court-circuit, il s'agit d'une coupure : le circuit est ouvert quelque part.
2. L'outil du détective : le testeur de continuité
Un testeur de continuité est un petit circuit fait d'une pile en bon état, d'une lampe en bon état et de fils avec deux extrémités libres (deux pinces). C'est le même montage que pour le test de conduction.
On place l'élément à tester, retiré du circuit en panne, entre les deux pinces :
- si la lampe du testeur brille, le courant traverse l'élément : il n'y a pas de coupure dans cet élément (il est « continu ») ;
- si la lampe du testeur reste éteinte, l'élément est coupé : c'est lui qui est en panne.
On peut tester ainsi : un fil (on pince ses deux bouts), une lampe (une pince sur le culot, l'autre sur le plot), un interrupteur fermé (une pince sur chaque borne).
Avant chaque test, on vérifie le testeur en mettant les deux pinces en contact : sa lampe doit briller.
3. La méthode du remplacement
On peut aussi remplacer un élément douteux par un élément dont on sait qu'il est en bon état :
- on remplace la lampe par une lampe qui marche : si tout s'allume, c'était la lampe ;
- on remplace les piles par une pile en bon état : si tout s'allume, c'était la pile ;
- on remplace un fil par un autre fil.
On ne change qu'un seul élément à la fois ; sinon, on ne sait pas lequel était en panne.
4. La démarche complète
- 1J'observe d'abord : interrupteur fermé ? lampe bien vissée ? piles dans le bon sens ? fils bien fixés ?
- 2Je vérifie le générateur : je branche la pile sur une lampe en bon état. Si la lampe brille faiblement ou pas du tout, la pile est usée.
- 3Je teste la lampe avec le testeur (ou je la remplace par une lampe en bon état).
- 4Je teste chaque fil, un par un, avec le testeur.
- 5Je teste l'interrupteur fermé avec le testeur.
- 6Je nettoie ou resserre les contacts, puis je remonte le circuit et je vérifie.
On commence toujours par ce qui est facile à vérifier (observation) et par les pannes les plus fréquentes (pile usée, lampe grillée, mauvais contact).
Exemple
Situation : la lampe de bureau d'Hawa (deux piles rondes en série, une lampe, un interrupteur, des fils) ne s'allume plus.
Démarche d'Hawa :
- Observation : l'interrupteur est sur « marche », la lampe est bien vissée, les piles sont dans le bon sens.
- Elle retire l'ampoule de la lampe de bureau et la place entre les pinces du testeur de continuité (une pince sur le culot, l'autre sur le plot) : la lampe du testeur brille. Le filament n'est donc pas coupé, l'ampoule n'est pas grillée.
- Elle branche les deux piles de la lampe de bureau sur la petite lampe de sa trousse : la petite lampe brille bien. Les piles ne sont pas usées.
- Elle teste les fils un par un avec le testeur : le fil qui va à l'interrupteur ne fait pas briller la lampe du testeur.
Conclusion : ce fil est coupé à l'intérieur de sa gaine. Il suffit de le remplacer ; inutile d'acheter des piles.
Exemple
Situation : trois lampes identiques sont en série avec une pile. Aucune ne brille. La pile a été vérifiée : elle est bonne.
Question : comment trouver la lampe grillée sans testeur ?
Réponse pas à pas :
- On court-circuite L1 avec un fil (on relie ses deux bornes). Si L2 et L3 s'allument, c'est L1 qui était grillée.
- Sinon, on retire le fil et on court-circuite L2. Si L1 et L3 s'allument, c'est L2 qui était grillée.
- Sinon, on fait de même avec L3.
Attention : on ne court-circuite qu'une lampe à la fois, et jamais la pile.
Méthode
Pour localiser une panne :
- J'observe sans rien démonter (interrupteur, vissage, sens des piles, fils).
- Je vérifie la pile avec une lampe en bon état.
- Je vérifie chaque élément, un seul à la fois, avec le testeur de continuité ou par remplacement.
- Je note ce que j'ai testé et le résultat.
- Quand je trouve l'élément en panne, je le répare ou le remplace, puis je vérifie que le circuit fonctionne.
Je ne travaille que sur des circuits à piles : jamais sur une installation branchée au secteur.
5. Les limites : le secteur, c'est pour les professionnels
Tout ce que tu viens d'apprendre concerne les circuits à piles, sans danger. Dans une maison, la tension du secteur (220 V) est dangereuse : si une lampe ou une prise ne marche plus, on ne démonte rien soi-même. On prévient un adulte, qui coupera le courant au disjoncteur et fera appel à un électricien qualifié. Les règles de sécurité seront étudiées dans la leçon suivante.
3Je retiens
Je retiens
Une lampe ne brille pas quand le circuit est coupé (ouvert) quelque part, quand la pile est usée ou en cas de court-circuit.
Pannes fréquentes : pile usée ou à l'envers, lampe grillée ou mal vissée, fil coupé, mauvais contact, interrupteur cassé.
Testeur de continuité : pile + lampe en bon état + fils ; si sa lampe brille, l'élément testé n'est pas coupé.
Méthode du remplacement : on remplace un seul élément à la fois par un élément en bon état.
Démarche : observer, vérifier la pile, tester chaque élément un par un, réparer, vérifier.
On ne cherche jamais soi-même une panne sur le secteur (220 V).
4Erreurs fréquentes
- Accuser tout de suite les piles et en racheter sans vérifier : la panne vient souvent d'un contact ou d'un fil.
- Changer plusieurs éléments en même temps : on ne sait plus lequel était en panne.
- Tester un élément encore branché dans le circuit en panne : il faut le retirer pour le tester seul.
- Oublier de vérifier d'abord le testeur lui-même (pinces en contact) : une pile usée dans le testeur fausse tous les résultats.
5Je m’exerce
1Exercice 1
Cite quatre causes possibles de panne dans un circuit comprenant une pile, un interrupteur, une lampe et des fils.
Voir le corrigéCacher le corrigé
Causes possibles : la pile est usée ou mise à l'envers ; la lampe est grillée (filament cassé) ; la lampe est mal vissée ; un fil est coupé ; un contact est mauvais (borne sale, rouillée ou desserrée) ; l'interrupteur est cassé. (Quatre réponses suffisent.)
2Exercice 2
De quoi est composé un testeur de continuité ? Comment vérifie-t-on qu'il fonctionne ?
Voir le corrigéCacher le corrigé
Un testeur de continuité est composé d'une pile en bon état, d'une lampe en bon état et de fils terminés par deux extrémités libres (pinces). Pour vérifier qu'il fonctionne, on met les deux pinces en contact : la lampe doit briller.
3Exercice 3
Avec un testeur de continuité, Alpha obtient les résultats suivants :
| Élément testé | Lampe du testeur |
|---|---|
| fil 1 | brille |
| fil 2 | reste éteinte |
| lampe | brille |
| interrupteur fermé | brille |
a) Quel élément est en panne ?
b) Que doit faire Alpha pour réparer son circuit ?
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a) Le fil 2 est en panne : la lampe du testeur reste éteinte, ce fil est coupé.
b) Alpha doit remplacer le fil 2 par un fil en bon état, remonter le circuit et vérifier que la lampe brille.
4Exercice 4
Quatre lampes identiques sont montées en série avec une pile en bon état. Aucune ne brille. Fanta relie les deux bornes de L3 par un fil : L1, L2 et L4 s'allument.
a) Quelle lampe est grillée ? Justifie.
b) Pourquoi ne faut-il pas relier les deux bornes de la pile par un fil ?
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a) C'est L3 qui est grillée : en la court-circuitant, le courant contourne L3 et la boucle est de nouveau fermée ; les autres lampes s'allument, ce qui prouve qu'elles sont en bon état et que la coupure était dans L3.
b) Relier les deux bornes de la pile par un fil provoque un court-circuit : la pile chauffe et s'use très vite (et avec une batterie, il y a un risque d'incendie).
5Exercice 5
La lampe torche d'Ousmane ne s'allume plus. Il a sous la main deux piles neuves, une ampoule neuve et un chiffon.
a) Rédige, étape par étape, la démarche qu'il doit suivre pour trouver la panne.
b) Il remplace l'ampoule : rien. Il remplace les piles : rien. Il remarque que le ressort du fond est couvert d'une couche verdâtre. Quelle est la panne probable ? Comment la réparer ?
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a) 1. Il vérifie que le bouton est sur « marche », que les piles sont dans le bon sens et que l'ampoule est bien vissée. 2. Il remplace l'ampoule par l'ampoule neuve (un seul élément à la fois). 3. Si rien ne change, il remet l'ancienne ampoule et remplace les piles par les piles neuves. 4. Si rien ne change, il examine les contacts (ressort, lames, bouton), les nettoie et les resserre. 5. Il remonte la torche et vérifie qu'elle s'allume.
b) La couche verdâtre est de l'oxydation : c'est un mauvais contact, qui ouvre le circuit. Ousmane frotte le ressort avec le chiffon sec (ou le gratte doucement) jusqu'à voir le métal brillant, puis remonte la torche.
Cherche d’abord seul, sur ton cahier, puis ouvre le corrigé pour comparer.
6Je vérifie
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