Tension et courant dans un circuit pratique

Parce qu'il faut de l'énergie pour forcer la charge à s'écouler contre l'opposition de la résistance, il y aura une tension manifestée (ou "chute") entre tous les points d'un circuit avec une résistance entre eux.

Il est important de noter que bien que la quantité de courant (c'est-à-dire la quantité de charge passant devant un point donné chaque seconde) soit uniforme dans un circuit simple, la quantité de tension (énergie potentielle par unité de charge) entre différents ensembles de points un même circuit peut varier considérablement :

Prenons ce circuit comme exemple. Si nous étiquetons quatre points de ce circuit avec les numéros 1, 2, 3 et 4, nous constaterons que la quantité de courant conduit à travers le fil entre les points 1 et 2 est exactement la même que la quantité de courant conduit à travers la lampe (entre les points 2 et 3). Cette même quantité de courant passe dans le fil entre les points 3 et 4, et dans la batterie (entre les points 1 et 4).

Cependant, nous constaterons que la tension apparaissant entre deux de ces points est directement proportionnelle à la résistance dans le chemin conducteur entre ces deux points, étant donné que la quantité de courant le long de n'importe quelle partie du chemin du circuit est la même (qui, pour ce circuit simple, c'est).

Dans un circuit de lampe normal, la résistance d'une lampe sera bien supérieure à la résistance des fils de connexion, nous devrions donc nous attendre à voir une quantité substantielle de tension entre les points 2 et 3, avec très peu entre les points 1 et 2, ou entre 3 et 4. La tension entre les points 1 et 4, bien sûr, sera la quantité totale de «force» offerte par la batterie, qui ne sera que légèrement supérieure à la tension aux bornes de la lampe (entre les points 2 et 3).

Ceci, encore une fois, est analogue au système de réservoir d'eau :

Entre les points 2 et 3, où l'eau qui tombe libère de l'énergie au niveau de la roue hydraulique, il existe une différence de pression entre les deux points, reflétant l'opposition à l'écoulement de l'eau à travers la roue hydraulique. Du point 1 au point 2, ou du point 3 au point 4, où l'eau s'écoule librement à travers des réservoirs avec peu d'opposition, il y a peu ou pas de différence de pression (pas d'énergie potentielle). Cependant, le débit d'eau dans ce système continu est le même partout (en supposant que les niveaux d'eau dans l'étang et le réservoir ne changent pas) :à travers la pompe, à travers la roue hydraulique et à travers tous les tuyaux.

Il en est de même pour les circuits électriques simples :le flux de courant est le même à chaque point du circuit, bien que les tensions puissent différer entre différents ensembles de points.

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Fiche de travail sur les circuits élémentaires