Réponse : l'intensité d'un courant dépend des dipôles traversés et se répartit dans les différentes branches suivant les dipôles dans le cas d'un circuit avec dérivations.
I. Les circuits série
• Réalisons le circuit suivant et mesurons les intensités des courants traversant les dipôles.
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- Interrupteur ouvert : les intensités mesurées sont toutes nulles ; le courant ne passe pas. Qu'un dipôle soit placé avant ou après l'interrupteur ne change rien, il n'est traversé par aucun courant.
- Interrupteur fermé : tous les ampèremètres indiquent sensiblement la même valeur : I = 86 mA. C'est le même courant qui traverse le générateur et tous les dipôles du circuit.
• Si on change d'ampoule ou si on la remplace par une résistance, les ampèremètres indiqueront une autre valeur pour l'intensité.
• Dans un circuit série, l'intensité est la même en tout point du circuit. Sa valeur dépend des dipôles traversés.
• Remarque : dans une guirlande électrique, les ampoules ne sont généralement pas branchées en série, car sinon il suffit que l'une d'elles grille pour que le courant ne passe plus et qu'elles s'éteignent toutes.
II. Les circuits avec dérivation
1. Première expérience
• Protocole : réalisons le circuit suivant et mesurons les intensités I 1, I 2 et I 3 comme indiqué sur le schéma.
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• Mesure : un nœud est un point de contact ou de connexion entre plusieurs dipôles, le point B, par exemple.
Faisons un bilan des intensités arrivant et partant de B :
Faisons un bilan des intensités arrivant et partant de B :
- I 1, l'intensité du courant produit par la pile et entrant en B,
- I 2 et I 3, les intensités des courants sortant de B pour passer dans la résistance et dans l'ampoule.
• Interprétation : ces résultats nous permettent de conclure que l'intensité du courant qui entre en B est égale à la somme des intensités des courants qui en sortent. Est-ce toujours vrai avec plus de dipôles connectés à un nœud ?
2. Seconde expérience
• Protocole : réalisons le circuit suivant de manière à vérifier la conclusion énoncée précédemment. Les deux résistances et les deux ampoules ne sont pas identiques.
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• Mesure : I 1 = 117 mA, I 2 = 143 mA, I 3 = 128 mA et I 4 = 98 mA.
• Interprétation : en B, on peut alors écrire I 1 + I 3 = I 2 + I 4.
En tenant compte du sens des courants, nous pouvons généraliser notre conclusion précédente : la somme des intensités des courants qui arrivent à un nœud est égale à la somme des intensités des courants qui sortent. Le courant est conservé.
La conservation du courant se traduit aussi par le résultat suivant : dans un circuit contenant plusieurs branches, l'intensité du courant se répartit en fonction des dipôles présents, mais l'intensité du courant sortant du générateur par le pôle « + » est toujours égale à celle entrant par le pôle « − ».
En tenant compte du sens des courants, nous pouvons généraliser notre conclusion précédente : la somme des intensités des courants qui arrivent à un nœud est égale à la somme des intensités des courants qui sortent. Le courant est conservé.
La conservation du courant se traduit aussi par le résultat suivant : dans un circuit contenant plusieurs branches, l'intensité du courant se répartit en fonction des dipôles présents, mais l'intensité du courant sortant du générateur par le pôle « + » est toujours égale à celle entrant par le pôle « − ».
III. Le court-circuit
Un court-circuit se produit quand le courant ne circule pas de manière souhaitée. Réalisons un circuit simple permettant de l'illustrer.
• Mesure : mesurons l'intensité du courant passant dans l'ampoule (circuit 1) : I 1 = 220 mA.
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Branchons maintenant un fil de connexion aux deux bornes de l'ampoule (schéma 2.a). On mesure ensuite l'intensité du courant dans la lampe et dans le fil de court-circuit (circuit 2.b).
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On trouve I 1 = 2 mA et I 2 = 1,52 A.
• Interprétation : pratiquement aucun courant ne passe dans l'ampoule mais, par contre, l'intensité du courant passant dans le fil est très grande et le fil chauffe. Dans une installation électrique où la tension est nettement supérieure à 4,5 V, un fil à l'origine d'un court-circuit chauffe beaucoup plus et peut provoquer un incendie. Les installations électriques sont heureusement protégées contre les courts-circuits par des fusibles ou des disjoncteurs.
Exercice n°1
Dans un circuit série, l'intensité du courant est :
Cochez la bonne réponse.
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Dans un circuit série l'intensité du courant est la même en tout point, sa valeur dépend des dipôles traversés.
Exercice n°2
Quelles sont la ou les proposition(s) exactes ?
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
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Dans un circuit en série fermé, l'intensité du courant est la même en tout point, et sa valeur dépend de tous les dipôles, pas seulement du générateur.
Exercice n°3
Complète le texte en t'aidant du schéma.
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Écrivez les réponses dans les zones colorées.
B est un , c'est-à-dire un point de entre différents dipôles. L'ampèremètre A3 est en avec une lampe. Le courant I1 sort du et arrive au nœud B. Il se partage entre les deux .
Lorsque tous les dipôles sont branchés les uns à la suite des autres, le circuit est dit « en série » et le même courant circule dans tous les dipôles. Dans l'exemple indiqué, le courant sortant du générateur se partage en B dans deux dérivations. Dans chacune des dérivations, un ampèremètre est en série avec un dipôle. Le point B est un « nœud ».
Exercice n°4
Complète le texte en t'aidant du schéma.
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Faites glisser les étiquettes dans les zones prévues à cet effet.
0,32 A
I2 + I3
0,17A.
L'intensité I1 est égale à la somme
Si I2 = 0,12 A et I3 = 0,20 A, I1 =
On modifie les dipôles et l'ampèremètre A2 indique maintenant 0,25 A. L'intensité I1 est égale alors à 0,42 A. L'ampèremètre A3 indique I3 =
imcAnswer7?
Si I2 = 0,12 A et I3 = 0,20 A, I1 =
imcAnswer8?
On modifie les dipôles et l'ampèremètre A2 indique maintenant 0,25 A. L'intensité I1 est égale alors à 0,42 A. L'ampèremètre A3 indique I3 =
imcAnswer9?
La somme des intensités des courants qui arrivent à un nœud est égale à la somme des intensités des courants qui en repartent. En B, on aura I1 = I2 + I3 et on peut écrire I3 = I1 − I2.
