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Montage de résistances Utilisation
des résistances pour obtenir les tensions désirées. Comment
se comporte des résistances en enfilade (en série)
ou côte-à-côte (en parallèle)? |
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Nous
savons que la résistance est la
propriété d'un matériau à s'opposer au passage du
courant.
Placer
deux résistances en enfilade – on dit qu'il s'agit d'un montage
des résistances en série
– va créer davantage de résistance.
Deux
telles résistances de même valeur créent, en effet, deux
fois plus de résonance |
Le courant est un
mouvement d'ensemble des électrons parmi leur mouvements propres
très erratiques (brownien) et d'autant plus désordonnées
que la température est élevée. Lorsque plusieurs
résistances sont présentes dans un circuit, on cherche à
trouver quelle serait la valeur de l'unique résistance qui les
représenterait. C'est la résistance
équivalente. |
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La
résistance équivalente est égale à la somme des
résistances.
Le
courant qui traverse les deux résistances suit un seul et même
chemin. Il n'y a pas de raison qu'il se créé du courant ou
qu'il s'en perdre. L'intensité est constante.
La
différence de potentiel aux bornes de chaque résistance est
donnée par la loi d'Ohm:
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Exemple I = 1 A R1 = 10 et R2 = 5 V1 = 10 x 1 = 10
V V2 = 5 x 1 = 5 V V = 10 + 5 = 15 V |
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Dans
un montage en parallèle, les bornes
des résistances sont réunies. Dans ces conditions le courant va
se partager pour suivre les deux chemins qui lui sont offerts. I = I1 + I2
La
différence de potentiel aux bornes des résistances est la
même (V).
Appliquons
la loi d'Ohm pour chacune des deux branches du circuit: V = R1 . I1 V = R2 . I2
On
cherche la résistance équivalente telle que: V = R . I V = R (V/R1 + V/R2)
En
simplifiant par V |
Exemples R1 = 10 et R2 = 10 R = 100 / 20 = 5 R1 = 10 et R2 = 5 R = 50 / 15 =
3,33 |
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Voir Moyenne harmonique
Si les deux résistances sont de même valeur, alors montée en série,
la résistance résultante est DOUBLE;
et montée en parallèle,
la résistance résultante est MOITIÉ. |
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Comment
obtenir une fraction d'une tension dans un circuit?
La
tension d'entrée est appliquée à deux résistances
en série. On récupère la tension de sortie aux bornes de
l'une des deux.
La
fraction de tension désirée en sortie est
déterminée par la valeur des résistances.
Ce
montage est dit non chargé car rien n'est connecté à
l'extérieur des bornes C et D. On ne prélève aucun
courant entre C et D. L'intensité vaut I tout le long du
circuit.
Valeurs
des tensions: V1 = (R1 + R2) . I V2 = R2 . I
On
vérifie que si R1 = 0 |
Exemples R1 = 10
et R2 = 10 V2 = 10/20 V1 = 1/2 V1 R1 = 10
et R2 = 5 V2 = 5/15 V1 = 1/3 V1 |
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Autre forme du circuit
Ce
schéma représente une autre forme du pont diviseur. |
Voir La forme en biais |
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Lorsqu'on
connecte un appareil résistif aux bornes C et D, on dit que l'on place
une charge ou que la sortie du dispositif
est chargée.
Alors
le courant I1 se partage entre I2 et I3: I1 = I2 + I3
Les
résistances R2 et R3 sont en parallèle; la résistance
équivalente R vaut:
Nous
retrouvons le cas non chargé et le rapport des tensions devient: |
Exemples R1 = 10 , R2= 10 et R2 = 10 V2 =10x10/(10x20+10x10) = 100/300 = 1/3 de V1 R1 = 5 , R2= 10 et R2 = 15 V2 =10x15/(5x150+10x15) = 150/900 = 1/6 de V1 |
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Quelle est la résistance équivalente (Re) de ce montage
infini? Calculable? Oui! Si le montage est infini à partir des bornes A et B, il l'est
aussi à partir des bornes C et D. La résistance Re que nous cherchons entre A et B est aussi
celle qui existe entre C et D. Branchons celle-ci aux bornes de C et D. Nous obtenons un nouveau
montage équivalent. Nous savons désormais calculer la résistance
équivalente de tout ce circuit. |
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Calcul Les deux résistances r et Re sont en parallèles. Celles-ci sont en série avec R et R. |
(Re
– 2R) (r + Re) = r . Re Re.r
+Re² – 2R.r – 2R.Re = r.Re Re²–
2Re.R – 2R.r = 0 |
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Résolution de l'équation du second degré. = b² – 4ac Positif ? x = (–b + ) / 2a |
x² – 2xR – 2R.r = 0 4R² + 8R.r = 4R (R + 2r) Oui |
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Solution |
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Applications numériques. Le cas de R = 4 et r = 5 est
intéressant: Re = 4 + 4(1 + 5/4)) = 4 + 4 x 3/2 = 4 + 6 = 10 |
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Suite |
Réseaux
de résistances, pont de Wheatstone, lois de Kirchhoff |
Voir |
Décibels – En série
ou en parallèle Sciences – Index |
Livre |
Composants électroniques – Aide-mémoire
– Pierre Mayé – Dunod / Usine Nouvelle – 2015 (Ed.
5) |
Cette page |
http://villemin.gerard.free.fr/aScience/Electron/Resistan.htm
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