Lois de l'intensité dans les circuits électriques (série et dérivation) 💡
Le Courant Électrique : un Flux à Comprendre
Le courant électrique, c'est un peu comme de l'eau qui circule dans des tuyaux. L'intensité du courant mesure le "débit" de cette électricité. Elle se mesure en ampères (A) avec un ampèremètre. Selon la façon dont les appareils (dipôles) sont branchés dans un circuit, le courant ne se comporte pas de la même manière. Nous allons étudier les deux montages principaux : le circuit en série et le circuit en dérivation (ou parallèle).
Analyse de deux circuits
Circuit 1
Circuit 2
Questions à traiter
- Observe le Circuit 1. Les dipôles sont-ils branchés en série ou en dérivation ? Comment le sais-tu ?
- Dans le Circuit 1, l'ampèremètre A1 mesure une intensité I1 = 0,2 A. Quelle sera la valeur de l'intensité I2 mesurée par A2 ? Et celle de I3 mesurée par A3 ? Quelle loi sur l'intensité peux-tu en déduire pour un circuit en série ?
- Observe le Circuit 2. Les lampes L1 et L2 sont-elles branchées en série ou en dérivation ? Comment le sais-tu ?
- Dans le Circuit 2, on mesure I2 = 0,3 A dans la branche de la lampe L1, et I3 = 0,2 A dans la branche de la lampe L2. Quelle sera la valeur de l'intensité I1 mesurée par A1 dans la branche principale ? Quelle loi sur l'intensité peux-tu en déduire pour un circuit en dérivation ?
Simulation : Le Flux du Courant
Observe comment le courant se comporte dans chaque circuit.
Les points jaunes représentent le courant électrique. Regarde comment ils se répartissent (ou non) dans les différentes branches.
Correction : Lois de l'intensité dans les circuits électriques (série et dérivation) 💡
Question 1 : Type du Circuit 1
Réponse :
Le Circuit 1 est un circuit en série.
Justification :
On le sait car tous les dipôles (pile, ampèremètres, lampe) sont branchés les uns à la suite des autres, formant une seule et unique boucle de courant.
Question 2 : Loi d'unicité dans le circuit en série
Principe :
Dans un circuit en série, le courant électrique est comme une file de voitures sur une route à une seule voie : le "débit" (l'intensité) est le même partout. Si 10 voitures passent un point en une minute, 10 voitures passeront n'importe quel autre point du circuit pendant la même minute.
Réponse :
Puisque le circuit est en série, l'intensité du courant est la même en tout point du circuit. Donc, si I1 = 0,2 A, alors :
Loi déduite (Loi d'unicité de l'intensité) :
Dans un circuit en série, l'intensité du courant est la même partout.
Quiz Intermédiaire 1 : Si on ajoute une troisième lampe en série dans le circuit 1, que deviendra l'intensité du courant ?
Question 3 : Type du Circuit 2
Réponse :
Le Circuit 2 est un circuit en dérivation (ou en parallèle).
Justification :
On le sait car il existe plusieurs boucles possibles pour le courant. Le courant qui sort de la pile se sépare en deux au niveau d'un "carrefour" (appelé un nœud) pour passer dans les deux lampes, puis se rejoint à un autre nœud avant de retourner à la pile.
Question 4 : Loi d'additivité dans le circuit en dérivation
Principe :
Dans un circuit en dérivation, le courant se comporte comme une rivière qui se sépare en plusieurs bras. Le débit total de la rivière avant la séparation est égal à la somme des débits de chaque bras. De même, l'intensité dans la branche principale est égale à la somme des intensités dans les branches dérivées.
Calcul :
L'intensité I1 dans la branche principale est la somme des intensités dans les branches contenant L1 (mesurée par A2) et L2 (mesurée par A3).
Loi déduite (Loi d'additivité des intensités ou Loi des nœuds) :
Dans un circuit en dérivation, l'intensité du courant dans la branche principale est égale à la somme des intensités des courants dans les branches dérivées.
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Dans un circuit où trois lampes sont branchées en série, l'intensité du courant :
2. Un ampèremètre se branche toujours :
3. Dans un circuit en dérivation, l'intensité dans la branche principale est de 0,8 A. L'intensité dans une des branches dérivées est de 0,3 A. Quelle est l'intensité dans l'autre branche dérivée ?
Glossaire
- Intensité du courant (I)
- Quantité d'électricité qui passe en un point d'un circuit chaque seconde. Elle se mesure en ampères (A).
- Ampèremètre
- Appareil de mesure de l'intensité du courant électrique. Il doit être branché en série dans le circuit.
- Circuit en série
- Circuit électrique qui ne comporte qu'une seule boucle. Les dipôles sont branchés les uns à la suite des autres.
- Circuit en dérivation
- Circuit électrique qui comporte plusieurs boucles (ou branches). Le courant se sépare pour traverser les différentes branches.
- Branche
- Partie d'un circuit située entre deux nœuds. La branche principale est celle qui contient le générateur.
- Nœud
- Point d'un circuit où au moins trois fils de connexion se rejoignent. C'est un "carrefour" pour le courant.
- Loi d'unicité de l'intensité
- Dans un circuit en série, l'intensité du courant est la même en tout point.
- Loi d'additivité de l'intensité (Loi des nœuds)
- Dans un circuit en dérivation, l'intensité du courant dans la branche principale est égale à la somme des intensités dans les branches dérivées.
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