Analyse d’un Circuit en Série
Contexte : L'analyse des circuits en sérieUn circuit où les composants sont connectés bout à bout, de sorte que le courant n'a qu'un seul chemin à suivre. est un concept fondamental en électrotechnique.
Cet exercice vous guidera à travers les étapes essentielles pour analyser un circuit en série simple, composé d'une source de tension continue et de trois résistances. Comprendre comment le courant, la tension et la résistance interagissent dans cette configuration est la première étape pour maîtriser des systèmes électriques plus complexes. Nous appliquerons la Loi d'OhmUne loi fondamentale qui stipule que la tension aux bornes d'un conducteur est directement proportionnelle au courant qui le traverse. V = I * R. et la loi des mailles de KirchhoffPrincipe selon lequel la somme des tensions dans une boucle fermée d'un circuit est égale à zéro. pour résoudre entièrement le circuit.
Remarque Pédagogique : Cet exercice est conçu pour solidifier vos bases en électricité. Il vous apprendra à décomposer un problème, à appliquer les formules correctes et à vérifier la cohérence de vos résultats, des compétences cruciales pour tout ingénieur ou technicien.
Objectifs Pédagogiques
- Calculer la résistance équivalente d'un groupement de résistances en série.
- Appliquer la Loi d'Ohm pour déterminer le courant total dans un circuit.
- Calculer la chute de tension aux bornes de chaque composant.
- Vérifier la validité de la loi des mailles de Kirchhoff.
- Déterminer la puissance dissipée par chaque résistance.
Données de l'étude
Caractéristiques du Circuit
Schéma du Circuit Électrique
| Composant | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Source de Tension | \(V_{\text{S}}\) | 12 | V (Volts) |
| Résistance 1 | \(R_1\) | 10 | \(\Omega\) (Ohms) |
| Résistance 2 | \(R_2\) | 20 | \(\Omega\) (Ohms) |
| Résistance 3 | \(R_3\) | 30 | \(\Omega\) (Ohms) |
Questions à traiter
- Calculer la résistance totale (ou équivalente) \(R_{\text{eq}}\) du circuit.
- Déterminer le courant total \(I_{\text{t}}\) qui parcourt le circuit.
- Calculer la chute de tension (\(V_1\), \(V_2\), et \(V_3\)) aux bornes de chaque résistance.
- Vérifier que la somme des chutes de tension est bien égale à la tension de la source (Loi des mailles de Kirchhoff).
- Calculer la puissance (\(P_1\), \(P_2\), et \(P_3\)) dissipée par chaque résistance.
Les bases de l'Électrotechnique
Pour résoudre cet exercice, trois lois et principes fondamentaux de l'électricité sont nécessaires.
1. Association de Résistances en Série
Lorsque des résistances sont connectées en série, leur résistance équivalente est simplement la somme de leurs résistances individuelles.
\[ R_{\text{eq}} = R_1 + R_2 + \dots + R_n \]
2. Loi d'Ohm
La loi d'Ohm établit une relation entre la tension (V), le courant (I) et la résistance (R) dans un circuit.
\[ V = I \cdot R \]
3. Loi des Mailles de Kirchhoff
Cette loi stipule que la somme algébrique des tensions dans n'importe quelle boucle fermée (ou maille) d'un circuit est égale à zéro. Pour notre circuit simple, cela signifie que la tension fournie par la source est égale à la somme des tensions aux bornes des résistances.
\[ V_{\text{S}} - V_1 - V_2 - V_3 = 0 \quad \text{ou} \quad V_{\text{S}} = V_1 + V_2 + V_3 \]
Correction : Analyse d’un Circuit en Série
Question 1 : Calculer la résistance totale (ou équivalente) \(R_{\text{eq}}\) du circuit.
Principe (le concept physique)
Dans un circuit en série, les composants sont connectés les uns à la suite des autres. Pour le courant, c'est comme traverser plusieurs péages sur une autoroute : chaque péage ajoute une "difficulté" (résistance) au trajet. Pour trouver la difficulté totale, il suffit d'additionner les difficultés de chaque péage.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
L'association en série est la configuration la plus simple. Le courant n'ayant qu'un seul chemin possible, il est forcé de traverser chaque composant. Si l'on coupe le circuit à un seul endroit (par exemple, si une résistance grille et devient un circuit ouvert), le courant cesse de circuler partout. C'est le principe des anciennes guirlandes de Noël : une ampoule grille, et toute la guirlande s'éteint.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Toujours commencer par simplifier le circuit en calculant la résistance équivalente. Cela transforme un problème à plusieurs composants en un problème simple avec une seule source et une seule résistance, ce qui le rend beaucoup plus facile à résoudre avec la loi d'Ohm.
Normes (la référence réglementaire)
Bien qu'il n'y ait pas de "norme" pour un calcul aussi fondamental, les conventions de schématisation (symboles pour la source, les résistances) et l'utilisation du Système International d'unités (Ohms, Volts, Ampères) sont des standards universels en ingénierie électrique, définis par des organismes comme la Commission Électrotechnique Internationale (CEI).
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule de la résistance équivalente en série
Hypothèses (le cadre du calcul)
Pour ce calcul, nous posons plusieurs hypothèses simplificatrices courantes :
- Les résistances sont considérées comme idéales, c'est-à-dire que leur valeur ne change pas avec la température.
- Les fils de connexion ont une résistance nulle.
- La source de tension est également idéale : sa tension reste constante quel que soit le courant débité.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Nous reprenons les valeurs des résistances de l'énoncé.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Résistance 1 | \(R_1\) | 10 | \(\Omega\) |
| Résistance 2 | \(R_2\) | 20 | \(\Omega\) |
| Résistance 3 | \(R_3\) | 30 | \(\Omega\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Pour additionner mentalement des valeurs, regroupez-les pour faire des comptes ronds. Ici, c'est très simple : 10 + 20 = 30, puis 30 + 30 = 60. L'habitude de faire ces petits calculs de tête vous fera gagner un temps précieux.
Schéma (Avant les calculs)
Circuit Initial avec les trois résistances
Calcul(s) (l'application numérique)
Calcul de la résistance équivalente
Schéma (Après les calculs)
Circuit Simplifié avec la résistance équivalente
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Le résultat, 60 Ω, est supérieur à la plus grande des résistances (30 Ω). C'est une caractéristique essentielle des montages en série : l'ajout d'une résistance augmente toujours la résistance totale du circuit, et donc diminue le courant pour une même tension.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne jamais confondre la formule d'association en série (\(R_{\text{eq}} = R_1 + R_2 + \dots\)) avec la formule d'association en parallèle (\(1/R_{\text{eq}} = 1/R_1 + 1/R_2 + \dots\)). C'est l'erreur la plus fréquente chez les débutants.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Pour des résistances en série, la résistance équivalente est simplement la somme des résistances individuelles. C'est la base de l'analyse de circuit.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Le physicien allemand Georg Ohm a découvert la relation entre tension, courant et résistance en 1827. Au début, son travail fut accueilli avec beaucoup de scepticisme par la communauté scientifique de son pays, qui jugeait son approche trop mathématique pour de la physique !
FAQ (pour lever les doutes)
Voici une question fréquente sur ce sujet.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si R1 valait 15 \(\Omega\) au lieu de 10 \(\Omega\), quelle serait la nouvelle résistance équivalente ?
Question 2 : Déterminer le courant total \(I_{\text{t}}\) qui parcourt le circuit.
Principe (le concept physique)
Le courant dans un circuit en série est unique et constant. Imaginez une rivière : le débit d'eau est le même en tout point. De la même manière, le "débit" d'électrons (le courant) est identique à travers chaque composant du circuit série. Pour le calculer, on utilise la Loi d'Ohm appliquée à l'ensemble du circuit.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La Loi d'Ohm est la pierre angulaire de l'électrocinétique. Elle montre que le courant est directement proportionnel à la tension (plus on "pousse", plus ça circule) et inversement proportionnel à la résistance (plus ça "freine", moins ça circule). En utilisant la résistance équivalente, on peut analyser le comportement global du circuit comme s'il ne contenait qu'une seule résistance.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Une fois la résistance équivalente trouvée, le calcul du courant total est la deuxième étape logique. Ne vous précipitez pas pour calculer les tensions individuelles avant d'avoir le courant, qui est la clé commune à tous les composants du circuit série.
Normes (la référence réglementaire)
La direction du courant est conventionnellement représentée du pôle positif (+) vers le pôle négatif (-) de la source à l'extérieur de celle-ci. C'est le "sens conventionnel du courant", même si l'on sait aujourd'hui que les électrons (charges négatives) se déplacent en réalité dans le sens opposé.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Loi d'Ohm pour le courant total
Hypothèses (le cadre du calcul)
On garde les mêmes hypothèses que pour la question 1 (composants idéaux, fils parfaits). On suppose également que le circuit est en régime permanent, c'est-à-dire qu'il fonctionne depuis assez longtemps pour que le courant soit stable.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Les données nécessaires sont la tension de la source et la résistance équivalente calculée.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Tension de la Source | \(V_{\text{S}}\) | 12 | V |
| Résistance Équivalente | \(R_{\text{eq}}\) | 60 | \(\Omega\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Vérifiez l'ordre de grandeur. Une tension de quelques volts et une résistance de quelques dizaines d'ohms doit donner un courant de l'ordre de quelques dixièmes d'ampères. Si vous trouvez des milliers d'ampères ou des nanoampères, il y a probablement une erreur d'unité ou de calcul.
Schéma (Avant les calculs)
Schéma du circuit équivalent pour le calcul du courant
Calcul(s) (l'application numérique)
Calcul du courant total
Schéma (Après les calculs)
Circuit initial avec le courant total annoté
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Un courant de 0.2 Ampères (ou 200 milliampères) est une valeur typique pour de nombreux circuits électroniques de base. Il est fondamental de comprendre que ce même courant de 0.2 A traverse \(R_1\), puis \(R_2\), puis \(R_3\) sans changer de valeur.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Assurez-vous d'utiliser la tension TOTALE (\(V_{\text{S}}\)) et la résistance TOTALE (\(R_{\text{eq}}\)) pour calculer le courant TOTAL. N'utilisez pas une résistance individuelle dans cette formule, sinon le résultat sera incorrect.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Le courant est le même partout dans un circuit série. On le calcule avec la loi d'Ohm : \(I_{\text{t}} = V_{\text{S}} / R_{\text{eq}}\).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
L'unité du courant, l'Ampère (A), est nommée en l'honneur d'André-Marie Ampère, un physicien français qui fut l'un des pionniers de l'électromagnétisme. C'est l'une des sept unités de base du Système International.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici une question fréquente sur ce sujet.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si la tension de la source était de 24 V (le double), quel serait le nouveau courant total ?
Question 3 : Calculer la chute de tension (\(V_1\), \(V_2\), et \(V_3\)) aux bornes de chaque résistance.
Principe (le concept physique)
Chaque résistance "consomme" une partie de l'énergie fournie par la source. Cette consommation se traduit par une "chute de tension" à ses bornes. Plus la résistance est grande, plus la chute de tension est importante, car elle s'oppose davantage au passage du courant. Le circuit se comporte comme un "diviseur de tension".
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Le concept de diviseur de tension est essentiel. Dans un circuit série, la tension de la source se répartit entre les différentes résistances, proportionnellement à leur valeur. La résistance la plus grande aura la plus grande chute de tension à ses bornes. C'est un montage très utilisé en électronique pour obtenir une tension plus faible à partir d'une tension plus élevée.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Appliquez la loi d'Ohm méthodiquement pour chaque composant. C'est une simple multiplication, mais la rigueur est essentielle. Notez bien les indices (\(V_1\), \(R_1\)) pour ne pas vous mélanger. Le courant \(I_{\text{t}}\) est la valeur commune que vous réutiliserez pour chaque calcul.
Normes (la référence réglementaire)
La tension aux bornes d'un composant passif (comme une résistance) est généralement représentée par une flèche pointant dans la direction opposée au courant. Cette convention, dite "récepteur", permet d'appliquer les lois de l'électricité de manière cohérente.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule de la tension aux bornes de R1
Formule de la tension aux bornes de R2
Formule de la tension aux bornes de R3
Hypothèses (le cadre du calcul)
Les hypothèses restent inchangées (composants idéaux, régime permanent).
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Les données nécessaires sont le courant total qui traverse le circuit et la valeur de chaque résistance.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Courant Total | \(I_{\text{t}}\) | 0.2 | A |
| Résistance 1 | \(R_1\) | 10 | \(\Omega\) |
| Résistance 2 | \(R_2\) | 20 | \(\Omega\) |
| Résistance 3 | \(R_3\) | 30 | \(\Omega\) |
Astuces (Pour aller plus vite)
Puisque la tension est proportionnelle à la résistance (\(V=I \cdot R\) et I est constant), vous pouvez vérifier vos résultats. \(R_2\) est le double de \(R_1\), donc \(V_2\) doit être le double de \(V_1\) (4V est bien le double de 2V). \(R_3\) est le triple de \(R_1\), donc \(V_3\) doit être le triple de \(V_1\) (6V est bien le triple de 2V).
Schéma (Avant les calculs)
Représentation des chutes de tension à mesurer
Calcul(s) (l'application numérique)
Tension aux bornes de R1
Tension aux bornes de R2
Tension aux bornes de R3
Schéma (Après les calculs)
Circuit avec les chutes de tension calculées
Réflexions (l'interprétation du résultat)
On observe bien que la tension se répartit en fonction de la valeur des résistances. \(R_3\), la plus grande résistance, a la plus grande chute de tension (6V), tandis que \(R_1\), la plus petite, a la plus faible (2V). La somme des tensions (2+4+6) est bien égale à 12V, la tension de la source.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
L'erreur classique est d'utiliser la tension de la source (12V) pour calculer la chute de tension sur une seule résistance. La loi d'Ohm s'applique localement : la tension aux bornes d'un composant dépend du courant qui LE traverse et de SA propre résistance.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Pour trouver la tension aux bornes d'une résistance dans un circuit série, utilisez la loi d'Ohm avec le courant total du circuit : \(V_x = I_{\text{t}} \cdot R_x\).
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Le montage "diviseur de tension" est utilisé partout ! Dans le bouton de volume de votre chaîne Hi-Fi (un potentiomètre est une résistance variable qui forme un diviseur de tension) ou dans de nombreux capteurs pour convertir une variation de résistance (due à la lumière, la température, etc.) en une variation de tension mesurable.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici une question fréquente sur ce sujet.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
En utilisant les valeurs initiales, si le courant était de 0.1 A, quelle serait la tension V2 aux bornes de R2 ?
Question 4 : Vérifier que la somme des chutes de tension est bien égale à la tension de la source.
Principe (le concept physique)
La loi des mailles de Kirchhoff est une manifestation directe du principe de conservation de l'énergie. Elle nous dit que toute l'énergie (par unité de charge) fournie par la source doit être "dissipée" par les composants du circuit. Il ne peut y avoir ni création ni perte d'énergie "magique" dans la boucle.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La tension peut être vue comme un "potentiel électrique". La source élève le potentiel de, par exemple, 0V à 12V. Chaque résistance fait ensuite chuter ce potentiel. Après avoir traversé la dernière résistance, le potentiel doit être revenu à 0V pour boucler la boucle. La somme des "gains" (sources) est égale à la somme des "pertes" (charges).
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
C'est l'étape de l'auto-correction. Prenez systématiquement le réflexe de faire cette vérification. Si le compte n'est pas bon, vous savez immédiatement qu'une erreur s'est glissée dans une des étapes précédentes et vous pouvez la rechercher avant d'aller plus loin.
Normes (la référence réglementaire)
La loi des mailles est la deuxième des deux lois de Kirchhoff, la première étant la loi des nœuds (la somme des courants entrant dans un nœud est égale à la somme des courants sortant). Ces deux lois sont le fondement de toute l'analyse des circuits électriques.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule de la loi des mailles
Hypothèses (le cadre du calcul)
Cette loi est fondamentale et s'applique toujours dans le cadre de l'électrocinétique.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Les données sont la tension de la source et les chutes de tension calculées pour chaque résistance.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Tension Source | \(V_{\text{S}}\) | 12 | V |
| Chute de tension 1 | \(V_1\) | 2 | V |
| Chute de tension 2 | \(V_2\) | 4 | V |
| Chute de tension 3 | \(V_3\) | 6 | V |
Astuces (Pour aller plus vite)
Pas d'astuce ici, c'est un calcul de vérification simple mais essentiel. Le faire à chaque fois vous donnera confiance en vos résultats.
Schéma (Avant les calculs)
Visualisation de la maille du circuit
Calcul(s) (l'application numérique)
Vérification de la somme des tensions
Le résultat de la somme (12 V) est bien égal à la tension de la source \(V_{\text{S}}\) (12 V).
Schéma (Après les calculs)
Bilan des tensions dans la maille
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Cette vérification est une étape cruciale. Elle confirme que notre modèle du circuit et nos calculs sont cohérents. Chaque volt fourni par la source a bien été "comptabilisé" dans les chutes de tension des résistances. L'énergie est conservée.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Faites attention aux signes si le circuit contenait plusieurs sources de tension. Dans ce cas, il faut additionner les tensions des sources qui "poussent" dans le même sens que le courant et soustraire celles qui s'y opposent.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
Dans une boucle de circuit, la somme des tensions fournies par les sources est égale à la somme des chutes de tension aux bornes des autres composants.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Gustav Kirchhoff, un autre physicien allemand, a énoncé ses célèbres lois des circuits en 1845, alors qu'il n'était encore qu'un étudiant. Ces lois sont des généralisations de la loi d'Ohm et permettent d'analyser n'importe quel circuit électrique, aussi complexe soit-il.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici une question fréquente sur ce sujet.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Si \(V_1 = 3V\) et \(V_2 = 5V\) dans un circuit avec une source de 15V, combien doit valoir \(V_3\) pour que la loi des mailles soit respectée ?
Question 5 : Calculer la puissance (\(P_1\), \(P_2\), et \(P_3\)) dissipée par chaque résistance.
Principe (le concept physique)
Lorsqu'un courant traverse une résistance, les électrons entrent en collision avec les atomes du matériau, ce qui crée une agitation thermique : c'est l'effet Joule. L'énergie électrique est convertie en chaleur. La puissance dissipée mesure la vitesse de cette conversion d'énergie.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La puissance est une mesure de l'énergie par unité de temps (1 Watt = 1 Joule par seconde). Dans une résistance, cette puissance dépend du carré du courant (\(P=R \cdot I^2\)). Cela signifie que si vous doublez le courant, la puissance dissipée (et donc la chaleur produite) est quadruplée ! C'est pourquoi les surintensités sont si dangereuses et peuvent faire fondre les fils.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Le calcul de la puissance est souvent la dernière étape de l'analyse d'un circuit. Il est important car il permet de dimensionner correctement les composants : une résistance doit être capable de supporter la puissance qu'elle dissipe sans surchauffer ni griller. La puissance maximale est toujours indiquée sur le composant.
Normes (la référence réglementaire)
Les fabricants de résistances spécifient toujours une puissance nominale (par exemple 1/4 W, 1/2 W, 1 W...). Les règles de l'art en conception électronique imposent de choisir une résistance dont la puissance nominale est bien supérieure (souvent le double) à la puissance qui sera réellement dissipée, pour garantir une marge de sécurité.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule de la puissance (forme 1)
Formule de la puissance (forme 2)
Formule de la puissance (forme 3)
Hypothèses (le cadre du calcul)
On suppose que toute l'énergie électrique est convertie en chaleur. Dans la réalité, une infime partie peut être convertie en d'autres formes (lumière, son), mais c'est négligeable pour une résistance standard.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
On peut utiliser les couples (V, I), (I, R) ou (V, R) pour chaque résistance. Utilisons V et I.
| Paramètre | V | I |
|---|---|---|
| Résistance 1 | 2 V | 0.2 A |
| Résistance 2 | 4 V | 0.2 A |
| Résistance 3 | 6 V | 0.2 A |
Astuces (Pour aller plus vite)
La puissance totale fournie par la source (\(P_{\text{S}} = V_{\text{S}} \cdot I_{\text{t}} = 12\text{V} \cdot 0.2\text{A} = 2.4\text{W}\)) doit être égale à la somme des puissances dissipées par les résistances. Après avoir calculé \(P_1, P_2, P_3\), additionnez-les pour vérifier si vous retrouvez bien la puissance totale. C'est une excellente façon de valider l'ensemble de vos calculs.
Schéma (Avant les calculs)
Visualisation de la dissipation de puissance
Calcul(s) (l'application numérique)
Puissance dissipée par R1
Puissance dissipée par R2
Puissance dissipée par R3
Schéma (Après les calculs)
Bilan des puissances dans le circuit
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Comme pour la tension, la puissance dissipée est la plus grande dans la résistance la plus élevée (\(R_3\)). C'est logique car \(P = I^2 \cdot R\), et comme I est constant, la puissance est directement proportionnelle à R. La résistance de 30 \(\Omega\) chauffe donc le plus.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
N'oubliez pas d'élever le courant au carré si vous utilisez la formule \(P = I^2 \cdot R\). Une erreur fréquente est d'oublier la mise au carré et de simplement multiplier I par R, ce qui donne une tension et non une puissance.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
La puissance dissipée dans une résistance se calcule par \(P=V \cdot I = I^2 \cdot R\). Dans un circuit série, la résistance la plus grande est celle qui dissipe le plus de puissance.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
L'effet Joule, bien qu'étant une "perte" dans de nombreuses applications, est aussi très utile ! C'est le principe de fonctionnement de votre grille-pain, de votre bouilloire, de votre chauffage électrique ou encore du filament d'une ampoule à incandescence.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici une question fréquente sur ce sujet.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant parrapport a la question)
Avec les valeurs initiales, si le courant était de 0.3 A, quelle serait la puissance P1 dissipée par R1 (10 \(\Omega\)) ? (Utilisez \(P=I^2 R\))
Outil Interactif : Simulateur de Circuit en Série
Utilisez les curseurs ci-dessous pour modifier la tension de la source et la valeur de la résistance R1. Observez en temps réel comment le courant total et la résistance équivalente du circuit sont affectés. Le graphique illustre la relation linéaire entre la tension et le courant (Loi d'Ohm).
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Si on ajoute une quatrième résistance de 40 \(\Omega\) en série, que devient la résistance équivalente ?
2. Dans un circuit en série, qu'est-ce qui est identique pour tous les composants ?
3. Si on double la tension de la source (de 12V à 24V) sans changer les résistances, comment le courant total évolue-t-il ?
4. Quelle résistance dissipe le plus de puissance dans le circuit initial ?
5. Que se passe-t-il si la résistance R2 est court-circuitée (remplacée par un fil de résistance nulle) ?
- Circuit en série
- Un circuit électrique où les composants sont branchés les uns à la suite des autres, ne formant qu'un seul chemin pour le passage du courant.
- Loi d'Ohm
- Une loi fondamentale qui décrit la relation entre la tension (V), le courant (I) et la résistance (R) : V = I × R.
- Chute de tension
- La réduction du potentiel électrique (tension) aux bornes d'un composant qui s'oppose au passage du courant.
- Loi des mailles de Kirchhoff
- Un principe de conservation de l'énergie qui stipule que la somme des tensions le long d'une boucle fermée dans un circuit est toujours nulle.
- Puissance dissipée
- La quantité d'énergie électrique convertie en une autre forme d'énergie (généralement de la chaleur) par un composant par unité de temps. Elle se mesure en Watts (W).
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