Lois des circuits – Cours – 4ème – Physique – Chimie – Collège

Lois des circuits – Cours – 4ème – Physique – Chimie – Collège

  • Quelles sont les lois dans un circuit en série ?
  • Quelles sont les lois dans un circuit comportant une dérivation ?
  • Les lois sont-elles valables dans tous les circuits électriques ?

 

  1. I.     Définitions

Dans un circuit en dérivation, on appelle :

Nœuds : les points d’où partent au moins 3 fils. Les nœuds sont en général désignés par des lettres (A, B, C etc.) et ne sont présents que dans les circuits en dérivation.

Branche : les portions de circuit entre deux nœuds.

Branche principale : la branche où se trouve le générateur.

Branche dérivée (secondaire) : les autres branches qui ne contiennent que des récepteurs. Les branches peuvent désignées à l’aide des lettres utilisées pour notés les nœuds et les dipôles qu’elles contiennent. Une branche située entre les nœuds A et B comportant une lampe L1 peut ainsi être notée AL1B.

Exemple :

Ce circuit comporte 4 nœuds notés A, B, C et D

Il comporte 4 branches:

ü  La branche principale (AGB).

ü  Une branche dérivée comportant la lampe L1 (AL1B).

ü  Une deuxième branche dérivée comportant la lampe L2 M1 (CL2D).

ü  Une troisième branche dérivée comportant le moteur M (CMD)

 

  1. II.  Les lois dans un circuit en série 

II.1. loi de l’intensité

Expérience 1: On mesure l’intensité du courant en deux points d’un circuit en série constitué d’une pile et d’une lampe.

Résultats 1: Les deux intensités (I1 et I2) sont égales.

Expérience 2: on mesure l’intensité du courant en trois points d’un circuit en série constitué d’une pile, d’une lampe et d’une résistance.

Résultats 2: Les trois intensités (I3 et I4 et I5) sont égales.

Ces deux expériences illustrent la  loi d’unicité de l’intensité.

Le terme unicité dérive de « unique » car dans un circuit en série il n’y a qu’une seule et unique valeur d’intensité.

 

Loi d’unicité de l’intensité:

Dans un circuit électrique en série l’intensité du courant électrique est la même en tous points.

Remarque: l’intensité dépend du nombre de récepteurs dans le circuit en série, elle diminue lorsque le nombre de récepteurs augmente.

II.2. loi de la tension

Expérience: On mesure la tension électrique de chaque dipôle d’un circuit en série constitué d’un générateur et deux  lampes.

Résultats: Les deux tensions des branches dérivées est égale à la tension de la branche principale. (U = U1 + U2).

Cette expérience illustre la  loi d’additivité des tensions.

Loi d’additivité des tensions:

La tension aux bornes d’un ensemble de récepteurs en série est égale à la somme des tensions aux bornes de chaque récepteur.

Dans un circuit en série, où les récepteurs sont reliés à un générateur, la somme des tensions de tous les récepteurs est égale à la tension du générateur.

Cette loi est valable dans tous les circuits en série.

Remarque: La tension des différents dipôles ne dépend pas de leur ordre de branchement.

  1. III.   Les lois dans un circuit en comportant une dérivation 

III.1. loi de l’intensité

Expérience 1: On mesure l’intensité du courant dans les deux branches secondaire et dans la branche principale d’un circuit constitué d’un générateur et deux  lampes montés en dérivation.

Résultats 1: Les deux intensités des branches dérivées est égale à l’intensité de la branche principale. (I = I1 + I2).

Expérience 2: On mesure l’intensité du courant dans les trois branches secondaire et dans la branche principale d’un circuit constitué d’un générateur, deux  lampes et d’un moteur montés en dérivation.

.Résultats 2: Les trois intensités des branches dérivées est égale à l’intensité de la branche principale. (I = I1 + I2+I3).

Ces deux expériences illustrent la  loi d’additivité des intensités.

Loi d’additivité des intensités:

Dans un circuit en dérivation l’intensité dans la branche principale est égale à la somme des intensités de toutes les branches dérivées.

III.2. loi de la tension

Expérience: On mesure la tension électrique dans les deux branches secondaire et dans la branche principale d’un circuit constitué d’un générateur et deux  lampes montés en dérivation.

Résultats: Les trois tensions électriques  (U et U1 et U2) sont égales.

Cette expérience illustre la  loi d’unicité des tensions.

Loi d’unité des tensions:

En dérivation la tension des dipôles obéit à la tensions: La tension aux bornes de dipôles branchés en en dérivation est la même.
Dans un circuit où tous les dipôles sont en dérivation toutes les tensions sont alors égales à celle du générateur.

CONCLUSIONS

Conclusion1 : Dans un circuit série, l’intensité est la même partout dans le circuit.

Conclusion2 : L’intensité du courant qui circule dans la branche principale (I) est égale à la somme des intensités circulant dans les branches dérivées (I1 et I2). I = I1 + I2.

Conclusion3 : Dans un circuit série, la tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes des autres dipôles du circuit série.

Conclusion4 : Dans un circuit avec dérivations, la tension aux bornes de deux dipôles branchés en dérivation est la même.

Loi n°1 : L’intensité du courant électrique a la même valeur en tout point d’un circuit série : c’est la loi d’unicité de l’intensité.

Loi n°2 : L’intensité du courant dans la branche principale d’un circuit comportant des dérivations est égale à la somme des intensités dans les branches dérivées : c’est la loi d’additivité de l’intensité.

Loi n°3 : La tension aux bornes d’un ensemble de dipôles branchés en série est égale à la somme des tensions aux bornes de chaque dipôle : c’est la loi d’additivité de la tension.

Loi n°4 : Les tensions aux bornes de dipôles branchés en dérivation sont égales : c’est la loi d’unicité de la tension.

 



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