Réponse : les prises sont toutes branchées en dérivation ; elles délivrent la même tension : 220 V. Serait-ce différent si elles étaient branchées en série ?
I. Circuit série
• Protocole : réalisons le circuit suivant et mesurons les tensions aux bornes des dipôles.
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• Mesure : U 1 = 0,002 V ; U 2 = 2,95 V ; U 3 = 1,51 V et U 4 = 0,003 V (quand l'interrupteur est fermé).
Mesurons la tension aux bornes de l'association de deux dipôles, résistance plus ampoule. On trouve une tension U 5 = 4,47 V, c'est la somme des tensions aux bornes des deux dipôles.
Si nous calculons la somme des tensions aux bornes de tous les dipôles hormis la pile, on retrouve la tension aux bornes de la pile (4,5 V).
Mesurons la tension aux bornes de l'association de deux dipôles, résistance plus ampoule. On trouve une tension U 5 = 4,47 V, c'est la somme des tensions aux bornes des deux dipôles.
Si nous calculons la somme des tensions aux bornes de tous les dipôles hormis la pile, on retrouve la tension aux bornes de la pile (4,5 V).
• Interprétation :
- Un fil de connexion ou un interrupteur fermé, parcourus par un courant, ont une tension très faible à leurs bornes. On peut la considérer comme nulle.
- La tension entre les deux bornes de l'association de dipôles branchés en série (s'il n'y a pas de pile parmi ces dipôles) est égale à la somme des tensions aux bornes de ces dipôles.
- Dans un circuit série, la tension aux bornes du générateur se répartit sur l'ensemble des autres dipôles.
• Conclusion : loi d'additivité des tensions dans un circuit série : dans un circuit série, la somme des tensions aux bornes des dipôles est égale à la tension aux bornes du générateur.
II. Circuit avec dérivation
• Protocole : réalisons le circuit suivant et mesurons les tensions aux bornes des dipôles.
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• Mesure : U 1 = 4,48 V ; U 2 = 4,47 V et U 3 = 4,48 V.
• Interprétation : la tension aux bornes de la résistance est la même que la tension aux bornes de l'ampoule. C'est aussi la tension aux bornes du générateur. On peut généraliser ce résultat.
• Conclusion : la loi des tensions pour les dipôles en dérivation (parallèle) ; la tension est la même aux bornes de deux dipôles branchés en dérivation.
• La majorité des appareils électriques fonctionnant dans un appartement ou dans une maison doivent être alimentés par une tension de 220 V. EDF fournit cette tension de 220 V sur une seule « prise ». Tous les appareils sont donc branchés en dérivation et fonctionnent indépendamment les uns des autres.
Exercice n°1
Dans un circuit en série, comment se répartit la tension aux bornes du générateur ?
Cochez la bonne réponse.
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La tension entre les deux bornes de l'association de dipôles branchés en série (s'il n'y a pas de pile parmi ces dipôles) est égale à la somme des tensions aux bornes de ces dipôles.
Exercice n°2
On branche en série aux bornes d'un générateur, une ampoule, un ampèremètre et une résistance. Qu'indique le voltmètre lorsqu'on le branche aux bornes :
1. du générateur
Cochez la bonne réponse.
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2. de l'ampoule
Cochez la bonne réponse.
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3. de la résistance
Cochez la bonne réponse.
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4. de l'ampèremètre
Cochez la bonne réponse.
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1. La tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes des dipôles en série.
4. La tension aux bornes de l'ampèremètre est quasiment nulle.
Exercice n°3
Lorsque plusieurs dipôles sont branchés en dérivation aux bornes d'un générateur, la tension entre leurs bornes est :
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
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La tension est la même aux bornes de chaque dipôle.
Exercice n°4
Dans une installation électrique, les prises de courant :
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
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Dans une installation électrique, la tension délivrée par le secteur est égale à 220 V. Les prises sont branchées en dérivation pour être indépendantes. La tension entre leurs bornes est égale à 220 V : les appareils utilisés doivent être adaptés.
