Dans une guirlande de Noël à l’ancienne, quand une ampoule grille, toute la guirlande s’éteint. Mais à la maison, quand une ampoule grille dans une pièce, les autres pièces restent éclairées. Ces deux comportements très différents s’expliquent par deux façons de brancher les récepteurs entre eux.
I. Le montage en série
Un circuit est dit en série si tous ses dipôles sont branchés les uns à la suite des autres, formant une seule et unique boucle. Dans un montage en série, le courant traverse successivement chaque dipôle.
Une caractéristique importante du montage en série : si l’on retire un dipôle (ou si une lampe grille), le circuit s’ouvre et tous les autres récepteurs s’arrêtent de fonctionner. De plus, plus on ajoute de lampes en série, plus leur éclat diminue. Ce montage est pratique pour certains appareils comme les guirlandes lumineuses, mais son fonctionnement dépend fortement du nombre de récepteurs.
II. Le montage en dérivation (parallèle)
Un circuit est dit en dérivation (ou en parallèle) s’il contient plusieurs boucles : chaque récepteur est alors branché directement sur les bornes du générateur, par sa propre branche.
Dans un montage en dérivation, le fonctionnement de chaque dipôle est indépendant des autres : si l’on retire une lampe (ou si elle grille), les autres lampes continuent de briller normalement, et leur éclat ne dépend pas du nombre de récepteurs présents. C’est pourquoi, à la maison, les lampes et tous les appareils électriques sont branchés en dérivation : cela permet d’allumer ou d’éteindre chaque appareil indépendamment des autres.
III. Le nœud dans un circuit en dérivation
Dans un montage en dérivation, on appelle nœud tout point du circuit où se rejoignent au moins trois fils. La branche qui contient le générateur est appelée la branche principale ; les autres branches, qui partent d’un nœud et contiennent chacune un récepteur, sont appelées des branches dérivées.
IV. Comparaison série / dérivation
| Aspect | Montage en série | Montage en dérivation |
| Structure | Une seule boucle | Plusieurs boucles (branches) |
| Si un dipôle est retiré | Tout s’arrête | Les autres continuent |
| Éclat des lampes en ajoutant des récepteurs | Diminue | Reste constant |
| Usage courant | Guirlandes lumineuses | Installation domestique, phares de voiture |
V. Synthèse
Dans un montage en série, les dipôles forment une seule boucle : le retrait d’un seul dipôle arrête tout le circuit. Dans un montage en dérivation, chaque dipôle est branché sur sa propre branche depuis un nœud : les dipôles fonctionnent de façon indépendante. C’est pour cette raison que les installations domestiques utilisent systématiquement le montage en dérivation.
Exercice d’application
Exercice 1. Quelle est la différence de structure entre un montage en série et un montage en dérivation ?
Exercice 2. Dans une guirlande de Noël montée en série, une ampoule grille. Que se passe-t-il pour les autres ampoules ? Justifie.
Exercice 3. Qu’appelle-t-on un « nœud » dans un circuit en dérivation ?
Exercice 4. Pourquoi les installations électriques domestiques utilisent-elles le montage en dérivation plutôt que le montage en série ?
Exercice 5. On ajoute progressivement des lampes à un circuit en série, puis on répète l’expérience avec un circuit en dérivation. Que peut-on observer sur l’éclat des lampes dans chaque cas ?
Corrigés
Corrigé 1. Le montage en série ne forme qu’une seule boucle ; le montage en dérivation contient plusieurs boucles (branches), chacune reliée directement au générateur.
Corrigé 2. Toutes les autres ampoules s’éteignent, car le circuit ne forme qu’une seule boucle : si elle est interrompue en un point, le courant ne peut plus circuler nulle part.
Corrigé 3. Un nœud est un point du circuit où se rejoignent au moins trois fils, séparant la branche principale (avec le générateur) des branches dérivées (avec les récepteurs).
Corrigé 4. Parce qu’en dérivation, chaque appareil fonctionne indépendamment des autres : on peut éteindre ou allumer un appareil sans affecter le fonctionnement des autres, et une panne sur un appareil n’éteint pas toute l’installation.
Corrigé 5. En série, l’éclat des lampes diminue à mesure qu’on en ajoute. En dérivation, l’éclat de chaque lampe reste constant, quel que soit le nombre de lampes ajoutées.
