On donne 2 circuits, un en série et un en dérivation, avec 1 générateur et 2 lampes.
Premièrement, on considère le circuit suivant :
Quelle est la nature de ce circuit ?
Il s'agit d'un circuit en série.
Si l'une des deux lampes grille, est-ce que la deuxième lampe peut continuer à fonctionner ?
Si l'une des deux lampes grille, la deuxième lampe ne peut plus fonctionner car le circuit sera ouvert.
Quelle est la bonne représentation des tensions aux bornes de chaque dipôle et de l'intensité qui les traverse ?
On sait que le courant électrique circule du pôle positif vers le pôle négatif du générateur et que pour représenter correctement les tensions aux bornes de chaque dipôle et de l'intensité qui les traverse, on doit utiliser :
- La convention générateur pour le générateur : la flèche de la tension U doit être orientée dans le même sens que l'intensité I.
- La convention récepteur pour les lampes : la flèche de la tension U doit être orientée dans le sens opposé à celui de l'intensité I.
Dans ce circuit, les lampes étant différentes, on mesure les tensions U_G = 12 ,0\text{ V} et U_{L1} = 7{,}5\text{ V}.
Combien vaut la tension UL2 ?
La loi des mailles appliquée à ce circuit, permet d'écrire la relation suivante :
- U_G + U_{L1} + U_{L2} = 0
La tension aux bornes de la deuxième lampe est donc :
U_{L2} = U_G - U_{L1}
U_{L2} = 12{,}0 - 7{,}5
U_{L2} = 4{,}5\text{ V}
On considère ensuite le circuit suivant :
Quelle est la nature de ce circuit ?
Il s'agit d'un circuit en dérivation.
Si l'une des deux lampes grille, est-ce que la deuxième lampe peut continuer à fonctionner ?
Si l'une des deux lampes grille, la deuxième lampe peut continuer à fonctionner car le courant électrique circulera encore dans sa branche.
Quelle est la bonne représentation des branchements des multimètres nécessaires aux mesures de la tension du générateur et des intensités du courant qui traverse chaque lampe ?
On sait que :
- Pour mesurer la tension du générateur, il faut brancher un voltmètre en dérivation à ses bornes.
- Pour mesurer les intensités des courants qui traverse chaque lampe, il faut brancher un ampèremètre en série dans leur branche.
Que peut-on dire des tensions aux bornes de chaque lampe ?
D'après la loi d'unicité des tensions, la tension aux bornes de chaque lampe est égale à celle du générateur.
Dans ce circuit, les lampes étant différentes, on mesure :
- L'intensité que délivre le générateur I_G = 70\text{ mA}.
- L'intensité qui traverse la première lampe I_{L1} = 50\text{ mA}.
Combien vaut l'intensité du courant qui traverse la deuxième lampe IL2 ?
La loi des nœuds appliquée à ce circuit permet d'écrire la relation suivante :
I_G = I_{L1} + I_{L2}
L'intensité du courant qui traverse la deuxième lampe est donc :
I_{L2} = I_G - I_{L1}
I_{L2} =70 -50
I_{L2} =20\text{ mA}
Si l'on désire se baser sur l'un de ces deux circuits pour réaliser une guirlande lumineuse, lequel vaut-il mieux choisir ?
Si l'on désire se baser sur l'un de ces deux circuits pour réaliser une guirlande lumineuse, il vaut mieux choisir le circuit en dérivation car :
- Si une lampe grille, les autres peuvent continuer à fonctionner.
- La tension aux bornes de chaque lampe sera égale à celle du générateur.