I. La tension électrique
La tension électrique U est la grandeur qui caractérise l’état électrique entre deux points d’un circuit. Elle se mesure avec un voltmètre, branché en dérivation (en parallèle) aux bornes du composant étudié, et s’exprime en volts (V).
II. L’intensité du courant électrique
L’intensité du courant électrique I mesure le débit de charges électriques qui traverse un circuit. Elle se mesure avec un ampèremètre, branché en série dans le circuit (le courant doit le traverser), et s’exprime en ampères (A).
III. Les lois du circuit en série
Dans un circuit en série, deux lois s’appliquent : la loi d’unicité de l’intensité, selon laquelle l’intensité est la même en tout point du circuit (I = I₁ = I₂) ; et la loi d’additivité des tensions, selon laquelle la tension totale aux bornes du circuit est égale à la somme des tensions aux bornes de chaque composant (U = U₁ + U₂).
IV. Les lois du circuit en dérivation
Dans un circuit en dérivation, deux autres lois s’appliquent : la loi d’unicité de la tension, selon laquelle la tension est la même aux bornes de chaque branche (U = U₁ = U₂) ; et la loi d’additivité des intensités, selon laquelle l’intensité totale délivrée par le générateur est égale à la somme des intensités dans chaque branche (I = I₁ + I₂).
V. Méthode : appliquer les lois des circuits
Pour résoudre un exercice sur la tension et l’intensité, il faut suivre une démarche précise :
1. Identifier le type de circuit : série ou dérivation.
2. Choisir la loi adaptée : unicité de l’intensité et additivité des tensions en série ; unicité de la tension et additivité des intensités en dérivation.
3. Appliquer la loi choisie aux valeurs connues pour calculer la grandeur recherchée.
Exercices
Exercice 1. Comment doit-on brancher un ampèremètre dans un circuit ? Et un voltmètre ?
Exercice 2. Dans un circuit en série, deux lampes ont pour tensions U₁ = 2 V et U₂ = 3 V. Calcule la tension totale U aux bornes du circuit.
Exercice 3. Énonce la loi d’unicité de l’intensité dans un circuit en série.
Exercice 4. Dans un circuit en dérivation à deux branches, les intensités mesurées sont I₁ = 0,3 A et I₂ = 0,5 A. Calcule l’intensité totale I délivrée par le générateur.
Exercice 5. Deux lampes sont montées en dérivation aux bornes d’un générateur de 6 V. Quelle est la tension aux bornes de chaque lampe ? Explique.
Corrigés
Corrigé 1. L’ampèremètre se branche en série, directement dans le circuit, pour que le courant le traverse. Le voltmètre se branche en dérivation, aux bornes du composant dont on mesure la tension.
Corrigé 2. D’après la loi d’additivité des tensions : U = U₁ + U₂ = 2 + 3 = 5 V.
Corrigé 3. Dans un circuit en série, l’intensité du courant électrique est la même en tout point du circuit : I = I₁ = I₂.
Corrigé 4. D’après la loi d’additivité des intensités : I = I₁ + I₂ = 0,3 + 0,5 = 0,8 A.
Corrigé 5. D’après la loi d’unicité de la tension en dérivation, chaque lampe reçoit la même tension que le générateur, soit 6 V.
