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Intensité, circuit Série et dérivation

Exercices sur le chapitre

les récepteurs peuvent être branchés soit en série comme les lampes d'une guirlande de sapin de noël ou en dérivation pour les guirlandes de noël accrochées dans la rue. L'intensité qui traverse ces lampes obéit-elle aux mêmes lois?
Sommaire
1. l'intensité dans un circuit Série
1.2 énoncé de la loi d'unicité des intensités  1.2 Et si on permute les récepteurs dans la boucle ?
2. L'intensité dans un circuit avec dérivations
2.1 réalisons un circuit avec dérivations 2.2 mesures des intensités lors d'ajouts de branches dérivées 2.3 énoncé de la loi d'additivité des intensités(loi des nœuds) 2.4 Un peu de sécurité

1. l'intensité dans un circuit Série

1.1 Énoncé de la loi d'unicité des intensités

Dans un circuit Série Fermé, l'intensité est la même en tous points du circuit; c'est la loi d'unicité des intensités.

application: dans le cas du circuit photographié; l'intensité de la lampe L1 IL1 est la même que celle qui traverse la lampe L2  IL2; il y a une seule valeur pour l'intensité que l'on note I  soit: I = IL1 = IL2

animation plein écran unicité des valeurs

 

1.2 Et si on permute les récepteurs dans un circuit Série?         

résistor avant la diode résistor après la diode

La place des récepteurs n'a aucune importance ! ........            

2.  L'intensité dans un circuit avec dérivations

2.1 Réalisons un circuit avec dérivations

2.1.1 une expérience pratique

En 5° vous avez étudié les avantages du circuit dérivation; observez bien les quatre photos ; en déduire celui dont les lampes sont montées en dérivation

circuit 1: circuit 2:
guirlande 2000 une lampe dévissée guirlande noel une lampe dévissée
toutes les lampes fonctionnent on a dévissé une lampe toutes les lampes fonctionnent on a dévissé une lampe
Le circuit 1 est un circuit Série, le circuit 2 est en dérivations
Le circuit 2 est un circuit Série, le circuit 1 est en dérivations        

Conclusion: Dans un circuit avec dérivations , si un récepteur est en panne, les autres continuent à fonctionner normalement ........

2.1.2 un peu de vocabulaire:

lire le vocabulaire Les fils qui partent ou reviennent au générateur constitue la branche principale

Entre les nœuds A et B, nous avons deux branches dérivées

  1. la branche qui contient le résistor 
  2.  la branche qui contient la lampe. 

En pratique, c'est aux nœuds que l'on trouve les superpositions de fils.

 

 

2.2 Mesures des intensités lors d'ajouts de branches dérivées

But: On veut rechercher selon une démarche expérimentale quel est l'impact sur les intensités lors de l'ajout d'une  branche supplémentaire dans le circuit       

Situation du problème (enquête) comment varient les intensités lorsqu'on rajoute en dérivation des récepteurs ?
Formulation d’hypothèses

(présomptions)

Identifier les grandeurs physiques qui pourraient être influencées par l’ajout d’un récepteur en dérivation

  •  H1 : l 'intensité dans la branche principale diminue-t-elle ou augmente-t-elle ?

  • H2 : l'intensité dans chaque branche dérivée diminue-t-elle ?

Vérifications expérimentales des hypothèses

(preuves)

 

h ne faire varier qu’un seul facteur (paramètre) à la fois…. 

une seule branche 

1 I=IL=0,31A

deux branches

2 I=0,42A IL=0,31A  IR=0,11A     

trois branches

3 I=0,55A  IL=0,31A  IR=0,11A  IM=0,13A  

une branche2 branches3 branches

 

Analyse des résultats

(dénouement)

 

(valeur de l’intensité principale) L'intensité principale augmente à chaque ajout de récepteurs, la somme des intensités dérivées est égale à l'intensité principale

(valeur des intensités dérivées)les valeurs des intensités dérivées ne varient pratiquement pas aux erreurs de mesures près

Réponse au problème(verdict)

Si nous ajoutons plusieurs boucles, l’intensité qui traverse chaque récepteur ne varie pas mais l’intensité du courant principale augmente . 

2.3 Énoncé de la loi d'additivité des intensités (loi des nœuds)

Dans un circuit avec dérivations Fermé, l'intensité principale est égale à la somme des intensités dérivées; c'est la loi d'additivité des intensités.

application: dans le cas du circuit précédent; l'intensité principale I est la somme des intensités dérivées qui traversent la lampe L IL ,le résistor R IRet le moteur M IM;   soit: I = IL + IR+ IM

animation plein écran

Comment distinguer l'association des récepteurs ?

Comment rédiger ?

 

2.4 Un peu de sécurité multiprises reliées

Il peut être dangereux de brancher plusieurs appareils sur une multiprisedanger d'incendie; en effet chaque branchement supplémentaire est un branchement en dérivation, l'intensité principale augmente. Si le fil d'arrivée de la première multiprise n'a pas un diamètre suffisant; la surchauffe fait fondre les isolants et provoque un court-circuit qui est à l'origine d'incendies  éviter cela .... C'est pourquoi, il est préférable lors de l'achat d'en choisir un comportant un fusible .(bien lire l'étiquette)

 

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