Circuits en série et en dérivation
Comparer les deux types de branchements et leurs propriétés.
1. Circuit en série
Définition
Dans un circuit en série, tous les dipôles sont branchés les uns à la suite des autres et forment une seule boucle.
Propriété
- Si un dipôle est retiré ou grillé, le circuit est ouvert : plus aucun dipôle ne fonctionne.
- Plus on ajoute de lampes en série, plus elles brillent faiblement.
- L'ordre des dipôles n'a pas d'importance.
2. Circuit en dérivation
Définition
Un circuit en dérivation (ou en parallèle) comporte plusieurs boucles. Les points où le circuit se divise sont des nœuds.
Propriété
- Chaque branche fonctionne indépendamment : si une lampe grille, les autres continuent de briller.
- Les lampes identiques en dérivation brillent normalement.
Exemple · La maison
Dans une maison, les appareils sont branchés en dérivation : on peut allumer la lampe du salon sans allumer celle de la cuisine.
3. Le court-circuit
Attention · Danger
Un court-circuit se produit quand deux bornes d'un dipôle sont reliées par un fil. Le courant passe par le fil et « évite » le dipôle. Un court-circuit de la pile provoque un fort courant qui peut chauffer et provoquer un incendie.
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Exercices corrigés
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Série ou dérivation ?
★☆☆Une guirlande de Noël s'éteint entièrement quand une seule ampoule grille. Comment les ampoules sont-elles branchées ?
Deux lampes
★★☆On branche deux lampes identiques d'abord en série, puis en dérivation, avec la même pile. Dans quel cas brillent-elles le plus ?
Court-circuit
★★★Dans un circuit en série (pile, lampe L1, lampe L2), on relie par un fil les deux bornes de L1. Que se passe-t-il pour chaque lampe ?
Identifier le montage
★☆☆Les deux lampes sont-elles en série ou en dérivation ? Combien y a-t-il de nœuds et de boucles ?
Lampe dévissée (série)
★☆☆Trois lampes sont branchées en série. On dévisse la deuxième. Que se passe-t-il ?
Lampe dévissée (dérivation)
★☆☆Trois lampes sont en dérivation aux bornes d'une pile. On dévisse l'une d'elles. Que se passe-t-il ?
Interrupteur dans une branche
★★☆Dans un circuit en dérivation, un interrupteur est placé dans la branche de la lampe L?. Que commande-t-il ? Où placer un interrupteur qui commande tout ?
Éclat des lampes
★★☆Avec une même pile, on compare l'éclat d'une lampe seule, de deux lampes identiques en série et de deux lampes identiques en dérivation.
Guirlande moderne
★★☆Les guirlandes modernes ne s'éteignent pas entièrement quand une ampoule grille. Comment sont-elles branchées ?
Court-circuit d'une lampe
★★☆Dans le circuit, on ajoute un fil entre les points $A$ et $B$. Que devient chaque lampe ?
Court-circuit de la pile
★★★Pourquoi est-il dangereux de relier directement les deux bornes d'une pile par un fil, alors que court-circuiter une lampe dans un circuit en série ne l'est pas forcément ?
Multiprise
★★☆Pourquoi ne faut-il pas brancher trop d'appareils puissants sur une même multiprise ?
Va-et-vient
★★★Dans un couloir, on peut allumer ou éteindre la même lampe depuis deux interrupteurs placés aux deux extrémités. Comment s'appelle ce montage ?
Nombre de boucles
★★☆Trois lampes sont branchées en dérivation aux bornes d'une pile. Combien de branches y a-t-il en tout (branche principale comprise) ?
Montage mixte
★★★Une lampe L? est en série avec un ensemble de deux lampes L? et L? en dérivation. On dévisse L?. Que se passe-t-il ? Et si on dévisse L? ?
Phares de voiture
★★☆Quand un phare de voiture grille, l'autre continue de fonctionner. Comment sont-ils branchés ?
Moteur et lampe
★★☆Un moteur et une lampe sont en série. On bloque le moteur avec la main : la lampe brille davantage. Que peut-on en déduire ?
Ordre des dipôles
★☆☆Dans un circuit en série pile – lampe – moteur, change-t-on quelque chose si l'on échange la lampe et le moteur ?
Vrai ou faux
★★☆a) En dérivation, les lampes identiques brillent plus faiblement qu'une lampe seule. b) Un nœud relie au moins trois fils. c) En série, un interrupteur commande tous les dipôles.
Installation électrique
★★★Expliquer pourquoi l'installation électrique d'une maison n'est pas réalisée en série.
Schéma à interpréter
★★☆Sur un schéma, deux lampes sont reliées entre les mêmes deux nœuds. Comment sont-elles branchées l'une par rapport à l'autre ?
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