Circuits diviseurs de tension : Maîtriser l'analyse de résistances série et potentiomètres

Découvrez comment un circuit série simple divise la tension aux bornes de ses résistances, et apprenez à prédire ces chutes avec la formule du diviseur de tension.

Analyse d'un circuit série

Considérez l'exemple suivant :

Avec R₁ = 4 kΩ et R₂ = 8 kΩ, la résistance totale est simplement la somme :

Déterminer la résistance totale du circuit

En utilisant la loi d'Ohm (I = E/R), le courant dans la boucle est :

Utiliser la loi d'Ohm pour calculer le courant

Pour une tension source de 10 V, le courant de boucle est 2 mA. La chute de tension aux bornes de chaque résistance suit V = IR :

Remarquez que la chute sur R₂ est double de celle sur R₁, reflétant leur rapport de résistances.

Résolution des rapports de chutes de tension

Changer la tension d'alimentation n'altère pas les chutes proportionnelles :

Même quand la batterie passe de 45 V à 180 V, la fraction de tension totale que chaque résistance reçoit reste constante.

Formule du diviseur de tension

L'insight clé est que :

Cette relation concise permet de prédire rapidement la chute de n'importe quelle résistance sans calculer le courant explicitement.

Exemple d'utilisation de la formule du diviseur de tension

Composants diviseurs de tension

Les diviseurs de tension sont essentiels dans les circuits de mesure, où des fractions précises d'une tension d'alimentation sont requises.

Potentiomètres comme diviseurs variables

Un potentiomètre est une résistance à trois bornes avec un contact glissant (curseur). Déplacer le curseur change la résistance effective entre bornes extérieures, permettant une prise de tension variable.

Potentiomètres rotatifs vs linéaires

Potentiomètres linéaires

Les unités linéaires peuvent être actionnées par levier ou vis de réglage fin, souvent appelées « trimpots » pour ajustement de précision.

Potentiomètre rotatif

Ajuster les potentiomètres dans les circuits

Avec une tension fixe aux bornes extérieures, le curseur prélève une fraction proportionnelle de cette tension. La fraction dépend uniquement de la position du curseur, pas de l'amplitude de l'alimentation.

Utilisation pratique des potentiomètres

Les potentiomètres sont inestimables pour dériver une tension plus basse d'une alimentation plus haute. Par exemple, une batterie 12 V peut être couplée à un potentiomètre pour générer 5 V pour un microcontrôleur.

Types courants de potentiomètres

Voici des unités typiques petites utilisées en projets hobby et éducatifs :

Et variantes spécialisées :

Récapitulatif

• Les circuits série divisent proportionnellement la tension d'alimentation selon les résistances : E_n = E_total (R_n / R_total)
• Un potentiomètre est un élément à résistance variable à trois bornes largement utilisé comme diviseur de tension ajustable.

Fiches d'exercices associées

• Fiche circuits diviseurs de tension