Les circuits électriques en courant continu
SÉRIE. ET EN DÉRIVATION. Chapitre 4 ... Un circuit en série ne possède qu'une seule branche : ... Un circuit en dérivation est un circuit électrique qui.
Cours - 4ème - Chap.2 La tension
C'est-à-dire des circuits où une partie des dipôles sont en série et une autre partie en dérivation. Montage : Mesure : UPN = ? V. UAB = ? V. UBC = 4 V.
CH.9 LE CIRCUIT ÉLECTRIQUE – exercices - correction Avec
circuits ? Lequel de ces circuits est dangereux ? ? La star ! Dans quel montage la lampe brillera-t-elle le plus ? série série dérivation dérivation.
Thème 2 : LEnergie et ses conversions Chapitre 4. La tension
L'insertion dans le circuit : Le multimètre est branché en dérivation (Le multimètre IV. Les lois de la tension électrique dans un circuit en série.
Chapitre P11 : Les circuits électriques
A retenir : Dans un circuit électrique que les récepteurs soient associés en série ou en dérivation
Quelles sont les propriétés dun circuit en dérivation ?
SOUS -THEME : Réaliser des circuits électriques simples et exploiter les lois de l'électricité. Activité-Cours. Expérimentale. CHAPITRE 4 : Circuit en série
Les circuits électriques en courant continu
d) Ouvrir l'interrupteur associé à la lampe et désactiver le disjoncteur de l'habitation. Page 93. CIRCUITS EN SÉRIE. ET EN DÉRIVATION. Chapitre 4
CH.9 CIRCUITS SÉRIE ET DÉRIVATION – je retiens
CH.9 CIRCUITS SÉRIE ET DÉRIVATION – je retiens. Dans un circuit fermé le courant électrique va de la borne (+) à la borne (-) à l'extérieur du générateur.
Chapitre 9. Circuits électriques en série et en dérivation Exercices
Un circuit comporte une pile et trois lampes. Questions. 1. Schématiser tous les montages possibles et les numéroter (4 circuits différents à trouver. Toutes
CHAPITRE VIII : Les circuits avec résistances ohmiques
VIII.1 : Les résistances en série et en parallèle 4 résistance équivalente de tout le circuit branché aux bornes (a) et (b) de la pile il faut encore.
1ere SChapitre P11 : Les circuits électriques2008-2009
Nous avons mis en évidence au chapitre précédent, qu'un générateur fournissait de l'énergie
électrique au circuit, qui était ensuite convertie en une autre forme d'énergie (rayonnement, chaleur,
énergie mécanique) par les récepteurs.
I) Le principe de conservation de l'énergie s'applique t-il aux circuitsélectriques ?
Voir TP P11 Les circuits électriques
On a réalisé les circuits suivants en travaux pratiques :Résultats des mesures expérimentales :
Calculons les puissances fournie par le générateur et reçues par les deux résistancesCircuit en sérieCircuit en dérivation
PG = UPN × I = 6,33 × 20×10-3 = 1,3×10-3 WPR1 = 4,36×20×10-3 = 8,7×10-2 W
PR2 = 1,97×20×10-3 = 3,9×10-2 W
On constate ainsi que PG = PR1 + PR2PG = 6,33 × 98×10-3 = 6,2×10-1 WPR1 = 6,27 × 29×10-3 = 1,8×10-1 W
PR2 = 6,25 × 70×10-3 = 4,4×10-1 W
On constate ainsi que PG = PR1 + PR2
A retenir :
Dans un circuit électrique, que les récepteurs soient associés en série ou en dérivation, la puissance
(et donc l'énergie) fournie par le générateur est égale à la somme des puissances (ou des énergies)
reçues par les récepteurs.Tous les circuits électriques obéissent ainsi au principe de conservation de la puissance et de
l'énergie.Chapitre P11Les circuits électriques1/6G
R1R2PN
ABC UABIUBCUPN
G R1 R2PN AB CDKI I1 I2UPN UAB UBC II) Quelles sont les lois qui découlent du principe de conservation de l'énergie ?II-1) La loi d'additivité des tensions :
Voir TP P11 Les circuits électriques
Sachant qu'il y a conservation de la puissance électrique dans ce circuit, on a donc :PG = PR1 + PR2or on sait que P = U × I
DoncUG × IG = UR1 × IR1 + UR2 × IR2
De plus on a démontré en TP que dans un circuit série l'intensité du courant était identique en tout point du circuit.Donc on a IG = IR1 = IR2 = I
Et donc on obtientUG × I = UR1 × I + UR2 × ICe qui nous donneUG = UR1 + UR2
C'est la loi d'additivité de la tension dans un circuit en série. Nous avons vérifié expérimentalement
cette loi en TP.Loi d'additivité des tensions :
Dans un circuit en série, la tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux
bornes de tous les récepteurs branchés en série. II-2) Quelle est la répartition des potentiels électriques le long d'un circuit série ? Activité : Évolution du potentiel électrique le long d'un circuitOn considère le circuit suivant vu en TP:
1- Flécher les tensions UPN , UAB , et UBC.
2- En fonction de la convention choisie (générateur ou récepteur),
indiquer si ces tensions sont positives ou négatives.3- Exprimer les tensions UPN, UAB, et UBC, respectivement en
fonction des potentiels VP et VN, VA et VB et VB et VC.4- A partir des questions 2 et 3, classer les potentiels des différents
points du circuit dans l'ordre décroissant.5- En déduire comment évolue le potentiel électrique de la borne + vers la borne -, dans un circuit
électrique ou il n'y a qu'un seul générateur ?Correction :
1-2- Toutes les tensions fléchées ci dessus sont positives (UPN en convention générateur et UAB et UBC
en convention récepteur).3- On a UPN = VP - VN ; UAB = VA - VB ; UBC = VB - VC .
4- On sait que :
➔UPN = VP - VN > 0donc VP > VN ➔UAB = VA - VB > 0doncVA > VBChapitre P11Les circuits électriques2/6G
R1R2PN
ABCUGUR1UR2I
GR1R2PN
ABCI GR1R2PN
ABCIUPN
UABUBC
➔UBC = VB - VC > 0doncVB > VCDe plus tous les points qui sont reliés entre eux par un fil ont le même potentiel électrique, donc
VP = VA et VC = VN.
On en déduit donc que VP = VA > VB > VC = VP
5- Le potentiel électrique est donc une grandeur décroissante de la borne + vers la borne - du
générateur.A retenir :
Dans un circuit où il n'y a qu'un seul générateur, le potentiel électrique est une grandeur qui
décroît de la borne positive vers la borne négative du générateur.II-3) La loi d'additivité des intensités dans les circuits en dérivation (ou loi des noeuds) :
Voir TP P11 Les circuits électriques
D'après la conservation de la puissance électrique on a :PR2 + PR1 = PG
SoitUAB × I1 + UBC × I2 = UPN × I
Sachant que UAB = UBC = UPN on en déduit la loi d'additivité des l'intensité dans un circuit en dérivation : I = I1 + I2. C'est la loi d'additivité des intensités dans un circuit en dérivation.Loi d'additivité des intensités :
Dans un circuit comportant des dérivations, l'intensité du courant circulant dans la branche principale (c'est à dire lecourant délivré par le générateur ) est égale à la somme des intensités des courants circulant dans
les branches dérivées. III) De quels paramètres dépend l'énergie fournie par le générateur ?III-1) Influence de l'agencement des dipôles :
Voir TP P11 Les circuits électriques
III-1-a) Expérience :
On a réalisé les circuits suivants en travaux pratiques :Nous avons constaté que la puissance fournie par le générateur lorsque les conducteurs ohmiques
sont branchés en dérivation (PG = 6,2×10-1 W) est supérieure à la puissance qu'il fournie lorsque les
conducteurs sont branchés en série (PS = 1,3×10-3 W).Comment expliquer cette observation ?
III-1-b) Résistance équivalente d'un circuit électrique :Tous les dipôles électriques présentent du fait des matériaux qui les constituent, une certaine
résistance électrique. La connaissance des valeurs des résistances des dipôles d'un circuit électrique
permet alors de connaître la résistance équivalente du circuit ou d'une branche d'un circuit. La
connaissance de la valeur de cette résistance équivalente permettra de prévoir la valeur de l'intensité
du courant qui circulera dans le circuit ou la branche du circuit.Chapitre P11Les circuits électriques3/6G
R1R2PN
ABC UABIUBCUPN
G R1 R2PN AB CDKI I1I2UABUPN
UCDG R1 R2PN AB CDKI I1 I2UPN UAB UCDDéfinition : On appelle résistance équivalente d'un circuit électrique, la résistance d'un conducteur
ohmique hypothétique qui branché seul aux bornes du générateur permettrait à celui-ci de débiter le
même courant et de fournir la même puissance qu'à ce circuit électrique. •Cas du circuit en série : D'après la loi d'additivité des tensions dans un circuit en série on a : UG = UAB + UBCOr d'après la loi d'ohm on a U = R×I et sachant que l'intensité du courant circulant dans le circuit
série est la même en tout point du circuit alors on obtient :UG = Ureq = Req × I
UAB = R1 × IetUR2 = R2 × I
On obtient donc : Req×I = R1×I + R2×I
Soit en simplifiant tout par I : Req = R1 + R2
Conclusion :
La résistance équivalente Req de l'association en série de plusieurs conducteurs ohmiques est égale à
la somme des résistances associées :Req = R1 + R2 + ...+ Rn
•Cas d'un circuit en dérivation :D'après la loi d'additivité des intensités dans un circuit en dérivation on a I = I1 + I2
Or d'après la loi d'ohm : U = R×ISoit I = U
ROn obtient donc : UG
Req=UR1
R1UR2
R2Sachant que UG = UR1 = UR2 on obtient donc1
Req=1R11
R2Chapitre P11Les circuits électriques4/6G
R1R2PN
ABCIIUR1UR2UGUG
UReq G R1 R2PN ABCDKGPN
ACReq GPNACReqI
I I1 I2UG UG UR1UR2UReq
Conclusion :
➢La résistance équivalente Req de l'association en dérivation de plusieurs conducteurs ohmiques est telle que : 1 Req=1R11
R2...1
Rn ➢La conductance équivalente Geq de l'association en dérivation de plusieurs conducteurs ohmiques est donc égale à la somme des conductances de ces conducteurs ohmiques :Geq = G1 + G2 + ... + Gn
III-1-c) Conclusion :
Dans un circuit en série, la résistance équivalente est forcément supérieure à la plus grande des
résistances associées en série. Dans un circuit en dérivation, au contraire la résistance équivalente
est inférieure à la plus petite des résistances associées en dérivation. Sachant que la résistance
traduit la capacité d'un corps a s'opposer au passage du courant, on en déduit que le générateur
débite un courant d'intensité plus élevée lorsque les dipôles sont branchés en dérivation que
lorsqu'ils sont branchés en série.Ainsi la puissance fournie par le générateur au circuit sera supérieure si les dipôles sont montés en
dérivation au lieu d'être en série.La puissance fournie par un générateur au circuit dépend des récepteurs qu'il alimente et de leur
agencement (série ou dérivation). III-2) Influence de la valeur de la force électromotrice :Voir TP P11 Les circuits électriques
On reprend le circuit suivant :
On a mesuré en TP l'intensité du courant délivré par le générateur en fonction de sa f.e.m : •Pour E = 6V : on mesure I = 21 mA •Pour E = 12V : on mesure I = 40 mA.En multipliant les valeurs de I mesurées par la résistance équivalente du circuit on obtient :
•I × (R1 + R2) = 21×10-3 × (220+100) = 6,72 V •I × (R1 + R2) = 40×10-3 × (220+100) = 12,8 V On retrouve les valeurs des f.e.m du générateur.On en déduit donc que l'intensité du courant délivré par le générateur est proportionelle à sa f.e.m et
vaut :I=E ReqIV) Quelle est la puissance maximale tolérée par un conducteur ohmique ?Voir TP P11 Les circuits électriques
Nous avons vu au chapitre précédent qu'un conducteur ohmique de résistance R traversé par un
courant d'intensité I, reçoit une puissance électrique P = R×I²= U² R.Pour tout conducteur ohmique, il existe une limite d'intensité Imax au-delà de laquelle la puissance
reçue est trop importante et l'énergie ne peut plus être évacuée rapidement (par effet Joule). Le
conducteur ohmique s'échauffe fortement ce qui provoque sa destruction.En général, le constructeur indique sur ses conducteurs ohmiques, la valeur de la résistance R et la
puissance maximale admissible, notée Pmax.De ces valeurs on peut en déduire, l'intensité maximale du courant qui peut traverser la résistance
Chapitre P11Les circuits électriques5/6G
R1R2PN
ABCUPN
UABIR1 = 220 Ω
R2 = 100 ΩUBC
sans la détériorer, et la tension maximale qu'il peut exister à ses bornes : •Imax = PmaxR•Umax =
R×PmaxImportant :Avant de brancher les éléments d'un circuit aux bornes d'un générateur, il est indispensable de faire
une estimation par le calcul, des puissances transférées, pour s'assurer que les récepteurs et le
générateur sont utilisés dans leur domaine de fonctionnement prévu par le constructeur.Chapitre P11Les circuits électriques6/6
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