Fiche de révision · Physique-chimie 4eLois des tensions et adaptation d'un dipôle
3e trimestre · chapitre 12 sur 12
La tension se partage entre les récepteurs en série mais reste la même pour des dipôles en dérivation, et une lampe fonctionne bien quand elle reçoit sa tension nominale.
L'essentiel à retenir
- Série : U = U₁ + U₂
- Dérivation : U = U₁ = U₂
- Valeurs nominales sur le culot
- Sous-tension : faible ; surtension : grille
- Maison : appareils en dérivation
La leçon
1. En série : additivité
Dans un circuit en série, la tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes des récepteurs : elle se partage entre eux. Deux lampes identiques en série ont la même tension : chacune reçoit la moitié de la tension du générateur.
U = U₁ + U₂
Exemple
Deux lampes identiques en série avec une pile de 6 V : chacune a 6 ÷ 2 = 3 V à ses bornes.
2. En dérivation : égalité
Des dipôles branchés en dérivation ont la même tension à leurs bornes. S'ils sont branchés directement aux bornes du générateur, cette tension est celle du générateur.
U = U₁ = U₂
Exemple
Avec une pile de 4,5 V, chaque lampe branchée en dérivation a 4,5 V à ses bornes.
3. Calculer une tension inconnue
On repère le montage, on écrit la loi qui convient, puis on remplace par les valeurs. En série, on trouve la tension d'un récepteur par soustraction. Toutes les tensions doivent être dans la même unité.
Exemple
Pile de 4,5 V, tension aux bornes de L₁ : 3,0 V. Donc U₂ = 4,5 − 3,0 = 1,5 V.
4. Les valeurs nominales d'une lampe
Les valeurs nominales sont inscrites sur le culot d'une lampe : une tension et une intensité. Ce sont les valeurs pour un fonctionnement normal.
Exemple
Une lampe marquée « 6 V – 0,1 A » brille normalement quand elle a 6 V à ses bornes ; elle est alors traversée par 0,1 A.
5. Sous-tension, surtension, fonctionnement normal
Une lampe est adaptée si la tension à ses bornes est proche de sa tension nominale : elle brille normalement. En sous-tension, tension nettement plus faible, elle brille faiblement ou pas du tout. En surtension, tension plus forte, elle brille très fort et risque de griller.
Exemple
Lampe 6 V seule sur une pile de 4,5 V : sous-tension, elle brille faiblement. Deux lampes 6 V identiques en série sur 12 V : 6 V chacune, fonctionnement normal.
6. Pourquoi la maison est en dérivation
Les appareils de la maison sont branchés en dérivation. D'après la loi d'unicité, ils reçoivent tous la tension du secteur, 230 V, qui est leur tension nominale. Ils fonctionnent aussi indépendamment les uns des autres.
Exemple
Deux lampes 230 V identiques branchées en série sur le secteur n'auraient que 230 ÷ 2 = 115 V chacune : elles seraient en sous-tension.
La méthode
Comment calculer une tension dans un circuit
- Identifie le type de branchement : série (une seule boucle) ou dérivation.
- Écris la loi adaptée : U = U₁ + U₂ en série, U = U₁ = U₂ en dérivation.
- Remplace par les valeurs, toutes dans la même unité (V ou mV).
- Calcule et écris le résultat avec son unité.
Pièges à éviter
- Ne mélange pas les lois : en série, l'intensité est la même partout mais les tensions s'additionnent ; en dérivation, c'est la tension qui est la même.
- Deux lampes en dérivation sur une pile de 4,5 V n'ont pas 2,25 V chacune : elles ont toutes les deux 4,5 V.
- Pour savoir si une lampe est adaptée, compare sa tension nominale à la tension à ses bornes, pas à celle du générateur quand elle est en série.
Vocabulaire
- Additivité des tensions
- En série, la tension du générateur est la somme des tensions des récepteurs.
- Unicité des tensions
- Des dipôles en dérivation ont la même tension à leurs bornes.
- Valeurs nominales
- Tension et intensité prévues pour un fonctionnement normal.
- Sous-tension
- Tension nettement inférieure à la tension nominale : la lampe brille peu ou pas.
- Surtension
- Tension supérieure à la tension nominale, qui peut détruire le dipôle.
Teste-toi
3 questions pour vérifier, corrigées tout de suite.
Flashcards
Essaie de répondre avant d'ouvrir la carte.
Que dit la loi d'additivité des tensions ?
Dans un circuit en série, la tension du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes des récepteurs : U = U₁ + U₂.
Que dit la loi d'unicité des tensions en dérivation ?
Des dipôles branchés en dérivation ont la même tension à leurs bornes : U = U₁ = U₂.
Que sont les valeurs nominales d'une lampe ?
La tension et l'intensité prévues pour un fonctionnement normal, inscrites sur le culot (exemple : 6 V – 0,1 A).
La suite dans Réviz
4 autres questions, 4 autres flashcards, la carte mentale du chapitre, et ce qui coince qui revient au bon moment jusqu'au contrôle.
Ce que le programme attend
- Connaître la loi d'additivité des tensions dans un circuit en série
- Connaître la loi d'égalité (d'unicité) des tensions pour des dipôles en dérivation
- Calculer une tension inconnue à l'aide des lois des tensions
- Connaître la signification des valeurs nominales d'une lampe (tension et intensité)
- Prévoir le fonctionnement d'une lampe en sous-tension, surtension ou fonctionnement normal
- Expliquer pourquoi les appareils de la maison sont branchés en dérivation
Référence : Physique-chimie cycle 4, partie habituellement traitée en 4e (BO spécial n°11 du 26/11/2015, ajusté BO n°31 du 30/07/2020). Une erreur dans cette fiche ? Signale-la, elle sera corrigée.