Réaliser un circuit en série ou en dérivation

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Tests
Dans certaines guirlandes de Noël, il suffit qu'une lampe grille pour que toute la guirlande s'éteigne. Pourquoi est-ce différent dans d'autres guirlandes ?
1. L'association de plusieurs lampes
• Dans les circuits ne comprenant qu'une lampe, il n'y a qu'une seule façon de placer celle-ci. Par contre, avec deux lampes, on peut réaliser deux types de circuit. Le plus simple est réalisé en plaçant les deux lampes l'une à la suite de l'autre : le circuit est en série.
• Il est également possible de relier chaque lampe à la pile avec ses propres fils en créant deux circuits dérivés : c'est le montage en dérivation.
2. Les propriétés des circuits en série
• Dans un circuit en série, tous les dipôles sont reliés les uns aux autres. C'est pourquoi dans le montage précédent, si une lampe ne fonctionne plus, le circuit est ouvert et les autres lampes s'éteignent. Ce type de montage, très simple, présente deux inconvénients que nous pouvons montrer dans l'expérience qui suit.
• Protocole : on réalise un montage en série avec une pile et deux lampes, puis on passe à trois et enfin à quatre lampes.
• Observation : plus on ajoute de lampes au circuit, moins les lampes brillent.
• Interprétation : dans un circuit en série, la tension électrique de la pile est partagée entre les lampes. Donc plus il y a de lampes, moins la puissance lumineuse de chacune est élevée.
• Cette propriété peut constituer un avantage dans le cas des guirlandes électriques : la tension électrique fournie par la prise du secteur est répartie entre les ampoules de la guirlande. Aucun dispositif pour régler cette tension n'est nécessaire, ce qui constitue une économie.
En revanche, si l'on dévisse une ampoule, toutes les autres cessent de fonctionner. Une ampoule retirée ou cassée constitue en effet une ouverture dans le circuit, ce qui empêche le courant de circuler.
3. Les propriétés des circuits en dérivation
• Dans un circuit en dérivation, les différents éléments du circuit sont placés dans des sections indépendantes dont les extrémités sont reliées au générateur : les branches. Le point où les branches se rejoignent est un nœud.
• Protocole : on réalise un circuit en dérivation avec une pile et deux lampes placées sur deux branches reliées à la pile. On ajoute ensuite une troisième, puis une quatrième branche au circuit.
• Observation : les lampes brillent beaucoup plus fort que dans le circuit en série. De plus, quand on ajoute des branches, les nouvelles lampes brillent toujours autant. En revanche, plus on ajoute de branches, plus la pile chauffe.
• Interprétation : dans un circuit en dérivation, les différentes branches ont la même tension électrique, toutes les lampes brillent donc de la même façon. Il est pourtant impossible de mettre une quantité illimitée de lampes car la puissance électrique que peut délivrer une pile est limitée.
Si on enlève une lampe dans une des branches, les lampes placées dans les autres branches continuent de fonctionner. En fait, chaque branche constitue un circuit indépendant : si l'un des circuits est ouvert cela n'empêche pas le courant de circuler dans les autres branches.
• Les circuits en dérivation sont utilisés dans les habitations pour relier les différents appareils électriques.
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