La répartition de la tension électrique
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• montrer comment se répartit la tension dans un circuit série ;
• énoncer et appliquer la loi des mailles ;
• vérifier l'adaptation d'un générateur à un récepteur avant de fermer un circuit.
Situation de départ
Une guirlande lumineuse branchée sur une pile de 4,5 V contient plusieurs petites lampes en série. Une télécommande demande deux piles de 1,5 V. Un chargeur indique « 5 V ; 2 A ».
Comment la tension se partage-t-elle dans un circuit, et peut-on brancher n'importe quel appareil sur n'importe quel générateur ?
I. La répartition de la tension
1. Les tensions s'additionnent
Expérience : un générateur alimente en série une lampe, un résistor et un moteur. On mesure les tensions aux bornes de chaque récepteur, puis aux bornes de groupes de récepteurs.
La tension aux bornes d'une portion de circuit est égale à la somme des tensions aux bornes des dipôles qui la constituent : UAD = UAB + UBC + UCD.
Dans un circuit série, la tension du générateur se partage entre les récepteurs.
Avec un générateur de 4,5 V, si Ulampe = 1,6 V et Urésistor = 1 V, alors Umoteur = 4,5 - 1,6 - 1 = 1,9 V.
2. La loi des mailles
Comme UAD = - UDA, la relation UAD = UAB + UBC + UCD peut s'écrire :
Quand on parcourt une boucle fermée (une maille) dans un sens, la somme algébrique des tensions est nulle.
On choisit un sens de parcours et on écrit les tensions en suivant la boucle, chaque tension étant notée avec ses deux lettres dans l'ordre du parcours.
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