Le circuit en dérivation et la tension électrique
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• réaliser un circuit en dérivation et reconnaître ses nœuds ;
• énoncer et appliquer la loi des nœuds ;
• définir la tension électrique et savoir qu'elle est une grandeur algébrique ;
• mesurer une tension avec un voltmètre ou un oscilloscope, et la représenter par une flèche.
Situation de départ
Une multiprise alimente à la fois un ordinateur, une lampe et un chargeur. Une pile porte l'indication 1,5 V, un chargeur USB 5 V, la prise du secteur 230 V. Et des oiseaux se posent sans danger sur les câbles à haute tension !
Comment le courant se partage-t-il entre plusieurs appareils, et que signifient ces volts ?
I. Le circuit en dérivation
1. Plusieurs boucles
Dans un circuit en dérivation (ou montage en parallèle), il y a plusieurs boucles (mailles). Les points où se rejoignent au moins trois fils sont des nœuds (P et N ici). Les portions entre deux nœuds sont des branches.
Chaque récepteur fonctionne indépendamment : si une lampe grille, les autres restent allumées. C'est pourquoi les prises et les lampes d'une maison sont en dérivation.
2. La loi des nœuds
Expérience : on place un ampèremètre dans la branche principale (I) et un dans chaque branche dérivée (I1, I2, I3). Quelle que soit la position du rhéostat, on trouve I = I1 + I2 + I3.
La somme des intensités des courants qui arrivent à un nœud est égale à la somme des intensités des courants qui en partent.
Le courant ne s'accumule pas dans un nœud, comme l'eau qui se partage dans des tuyaux.
Une multiprise alimente un ordinateur (0,3 A), une lampe (0,1 A) et une bouilloire (8 A) : le câble de la multiprise est parcouru par 0,3 + 0,1 + 8 = 8,4 A.
Brancher trop d'appareils sur une même multiprise peut la faire chauffer dangereusement.
II. La tension électrique
1. Une différence d'état électrique
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