Physique-Chimie · 3e · Les circuits électriques
Les montages électriques
Deux façons de brancher des dipôles.
En bref
Il existe deux façons d'assembler des dipôles dans un circuit.
Les deux montages face à face
| Le point | En série | En dérivation |
|---|---|---|
| La structure | Une seule boucle | Plusieurs branches, entre deux nœuds |
| L'intensité | La même partout | Les intensités s'additionnent |
| La tension | Les tensions s'additionnent | La même dans chaque branche |
| Si un dipôle grille | Tout s'éteint | Les autres continuent |
| Ajouter un dipôle | Les lampes brillent moins | L'intensité totale augmente |
Un nœud est un point du circuit où se rejoignent au moins trois fils. Une branche est une portion de circuit entre deux nœuds ; la branche qui contient le générateur est la branche principale.
Les lois à connaître
- Loi des nœuds : l'intensité qui arrive à un nœud est égale à la somme des intensités qui en repartent. Elle traduit la conservation de la charge électrique.
- Loi d'additivité des tensions : en série, la tension du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes des récepteurs.
- Loi d'unicité : en série, l'intensité est la même partout ; en dérivation, la tension est la même aux bornes de chaque branche.
Pourquoi les installations domestiques sont en dérivation
| L'avantage | Son contenu |
|---|---|
| La même tension partout | 230 V pour chaque appareil |
| L'indépendance | Chaque appareil fonctionne seul |
| La commande séparée | Chacun son interrupteur |
En série, éteindre la lampe du salon éteindrait le réfrigérateur.
Le montage en série n'a pas disparu : c'est celui d'une guirlande où une seule ampoule grillée éteint toute la chaîne.
Le branchement des appareils de mesure
| L'appareil | Son branchement | Sa raison |
|---|---|---|
| L'ampèremètre | En série | Le courant doit le traverser |
| Le voltmètre | En dérivation | Il mesure entre deux points |
Règle à ne jamais inverser : un ampèremètre branché en dérivation crée un court-circuit.
Exemple résolu
Deux lampes L1 et L2 sont branchées en dérivation sur une pile de 4,5 V. L'ampèremètre de la branche principale indique 0,50 A, celui de la branche de L1 indique 0,30 A.
- Loi des nœuds : I = I1 + I2, donc I2 = 0,50 − 0,30 = 0,20 A.
- En dérivation, chaque lampe a la tension du générateur : U1 = U2 = 4,5 V.
- Si L1 grille, L2 reste allumée : sa branche est indépendante.
Même situation en série avec deux lampes identiques : l'intensité est la même partout, et chaque lampe reçoit la moitié de la tension, 4,5 ÷ 2 = 2,25 V.
Méthode : reconnaître un montage sur un schéma
- Suivre le trajet du courant depuis la borne + du générateur.
- S'il n'existe qu'un chemin qui traverse tous les dipôles, le montage est en série.
- Si le courant peut se partager à un nœud, les dipôles placés sur des branches différentes sont en dérivation.
Les erreurs fréquentes
- Croire que l'intensité « s'use » après chaque lampe en série : elle est la même partout.
- Brancher un ampèremètre en dérivation.
- Penser que les prises d'une maison sont en série.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
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1.Dans un montage en série, que peut-on dire de l’intensité ?
2.Dans un montage en dérivation, que peut-on dire de la tension aux bornes de chaque branche ?
3.Que se passe-t-il si une lampe grille dans un montage en série ?
4.Que se passe-t-il si une lampe grille dans un montage en dérivation ?
5.Que dit la loi des nœuds ?
6.Comment se branche un ampèremètre ?
0 / 6 questions
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