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Il est parfois des choses simples dans la vie de tous les jours qui sont plus complexes qu’on ne le pense au premier abord. C’est le cas par exemple des cuillères de glaciers, dont le manche est rempli de science.

Aujourd’hui, parlons des fusibles.
En dehors du fait qu’ils protègent l’installation électrique de votre maison et sauvent des vies, leur fonctionnent est plus intéressant qu’un simple fil électrique qui fond en cas de surcharge.

Ces fusibles, si vous ne le saviez pas, son en effet remplis de sable :

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En cas de surcharge, l'intensité qui traverse le fusible est trop importante pour son calibre (16 ampères par exemple) et le fil métallique à l'intérieur chauffe puis fond : le circuit est ouvert et le courant est coupé : vous êtes alors protégés. Mais ça ne s’arrête pas là : si la surcharge est vraiment importante, la rupture du fil entraîne l'amorçage d'un arc électrique suffisamment chaud pour faire fondre le sable. En se refroidissant, le sable fondu se vitrifie et devient dur : le verre obtenu joue alors le rôle d'un excellent isolant.

(Cet article a initialement été publié sur Le Hollandais Volant. J’ai décidé de le déplacer ici)

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ArpadH a dit :

Tout à fait intéressant ! Moi qui m'était souvent posé la question sans jamais vraiment chercher la réponse, maintenant je l'ai ;)

ArpadH

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Thibaud a dit :

Très interressant. Ce qui questionne c'est le temps que met le sable à devenir verre lorsqu'un arc électrique se forme, car pendant ce temps j'imagine que l'appareil au bout du fil (ou la personne) se prend toujours du jus... :)

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Le Hollandais Volant a dit :

@Thibaud : Attention : le fusible protège des surtensions et sur-intensités. Il est là pour protéger l’installation électrique de ta maison et donc le matériel. Il évite une intensité trop grande dans les fils électriques, et protège également d’un éventuel incendie.

En revanche, il ne protège pas les personnes : il est passif devant les fuites de tension ou les court-circuits. Pour te protéger contre ça, il faut un disjoncteur différentiel et des prises de terre.

Par exemple, si la carcasse de ton lave-linge se retrouve mise sous tension à cause d’un fil dénudé, il y a danger pour toi.
C’est là que la prise de terre entre en jeu : la carcasse des appareils est toujours relié à la fiche de terre de la prise. Ainsi, si un courant passe sur la carcasse, il est envoyé dans la terre. Le disjoncteur différentiel détecte alors une différence entre le courant entrant et sortant de la maison par le compteur (cette différence étant allé dans la terre), il va couper le circuit. C’est ça qui va t’empêcher d’être électrisé ou électrocuté en touchant le lave-linge cassé.

J’ai un article sur le fonctionnement du différentiel : Comment fonctionne une disjoncteur différentiel.

Ensuite, pour répondre à la question sur la vitesse d’action d’un fusible, ça doit en effet être assez rapide.

En fait, si le courant est suffisant pour faire fondre le fil métallique dans le fusible, alors la température de l’arc électrique est encore plus haut (un arc électrique est à plusieurs milliers de degrés). Donc l’arc va faire fondre le fil d’avantage. La distance entre les deux extrémités coupées du fil va augmenter aussi, jusqu’à être trop important pour l’existence d’un arc électrique.

Dans l’air, il faut 30 000 V pour créer un arc d’une longueur de 1 cm (60 kV pour 2 cm, etc.). Donc, à part si il y a une surtension vraiment anormale (comme un orage) en plus d’une sur-intensité, le courant va être coupé par le fusible aussitôt que le fil aura fondu.


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