Dans certaines guirlandes de Noël, il suffit qu'une lampe grille pour que toute la guirlande s'éteigne.

Fig.1. Guirlandes de Noël

 

Pourquoi est-ce différent dans d'autres guirlandes ?

Réponse : une guirlande de Noël peut être réalisée de deux façons différentes : en série ou en dérivation. Pour que les autres lampes continuent de fonctionner quand une lampe grille, il faut que le circuit soit monté en dérivation.

Voyons pourquoi.

1. L'association de plusieurs lampes

1.1. Circuit à une lampe

Dans les circuits ne comprenant qu'une lampe, il n'y a qu'une seule façon de placer celle-ci.

   

Fig.2. Circuit à une lampe

 

1.2. Circuit à deux ou plusieurs lamps

Par contre, avec deux lampes, on peut réaliser deux types de circuits :

a) Circuit en série

Le plus simple est réalisé en plaçant les deux lampes l'une à la suite de l'autre : le circuit est en série.

   

Fig.3. Circuit en série

 

b) Circuit en dérivation

Il est aussi possible de relier chaque lampe à la pile avec ses propres fils en créant deux circuits dérivés : c'est le montage en dérivation ou en parallèle.

 

Fig.4. Circuit en dérivation

 

2. Intensité du courant électrique en différents points d'un circuit en série

2.1. Mesure d'intensité dans un circuit en série

Dans un circuit en série qui comporte une pile, un interrupteur et deux lampes différentes (L₁ et L₂) ; on branche trois ampèremètres (A₁, A₂ et A₃) qui permettent de mesurer les intensités I₁, I₂ et I₃ en trois points du circuit.

Fig.5. Mesure de l'intensité du courant dans un circuit en série

 

Après mesure, on obtient les résultats suivants :

• I₁ = 320mA
• I₂ = 320mA
• I₃ = 320mA

2.2. Interprétation des mesures d'intensité et conclusion

Les trois intensités mesurées sont égales :

I₁ = I₂ = I₃

La circulation du courant à travers une lampe ne modifie pas son intensité. Un seul ampèremètre suffit pour mesurer l'intensité dans un circuit en série.

3. Influence de l'emplacement des dipôles dans un circuit en série

3.1. Expérience

On réalise le circuit en série 1 constitué d'une pile, d'une lampe, d'un interrupteur et d'un moteur.

L'ordre de branchement de la lampe, du moteur et de l'interrupteur est ensuite changé afin d'obtenir le circuit 2.

Fig.6. Schéma des circuits de l'expérience

 

3.2. Observations

Dans le circuit n°2 :

1. La lampe brille toujours avec le même éclat ;
2. Le moteur tourne à la même vitesse et dans le même sens ;
3. L'interrupteur commande toujours le fonctionnement du circuit.

3.3. Conclusion

L'ordre de connexion de la lampe, du moteur et de l'interrupteur est modifié mais ils fonctionnent toujours de la même manière.

4. Influence du nombre de dipôles dans un circuit en série

4.1. Ajout de fils de connexion et d'interrupteurs dans un circuit en série

a) Expérience

On réalise le circuit en série 1 constitué d'une pile et d'une lampe.

Le circuit 2 est obtenu en ajoutant au circuit 1 un interrupteur ainsi qu'un fil de connexion afin de le relier aux autres dipôles.

Fig.7. chéma des circuits de l'expérience.

 

b) Observation

L'éclat de la lampe est le même dans les deux circuits.

c) Conclusion

L'ajout d'un interrupteur et d'un fil de connexion n'a pas modifié le fonctionnement de la lampe : son éclat reste le même.

4.2. Ajout de récepteurs autres que des interrupteurs et des fils de connexion

a) Expérience

1. On réalise le circuit en série 1 constitué d'une pile et d'une lampe L₁.
2. Au circuit 1, on ajoute une deuxième lampe L₂ afin d'obtenir le circuit 2.
3. Au circuit 2, on ajoute un moteur afin d'obtenir le circuit 3.

Fig.8. Schéma des circuits de l'expérience.

 

b) Observations

L'éclat de la lampe L₁ est plus faible dans le circuit 2 que dans le circuit 1 et il s'affaiblit encore dans le circuit 3. L'éclat de la lampe L₂ est plus faible dans le circuit 3 que dans le circuit 2.

c) Conclusion

L'ajout d'une lampe ou d'un moteur en série provoque un affaiblissement de l'éclat des lampes présentes dans le circuit initial.

5. Lampe grillée ou dévissée

Si une lampe grille ou est dévissée dans un circuit en série comportant plusieurs lampes, alors toutes les lampes cessent de briller.

Si une lampe grille, alors son filament est rompu et lorsque qu’une lampe est dévissée, il n’y a plus de contact entre le plot et la douille qui relie ce dernier au reste du circuit : dans les deux cas le circuit est ouvert et le courant électrique ne peut plus circuler.

6. Loi unicité des intensités

La loi d'unicité s'applique quel que soit l'ordre, la nature ou le nombre de dipôles dans un circuit car cette loi est valable pour tous les circuits en série.

 

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2024-12-22 13:51:36 / mazoughou@magoe.gn