Ouvre les yeux dans ton salon : la lampe du salon, la télévision, le réfrigérateur s’allument et s’éteignent indépendamment les uns des autres. Mais si tu as déjà tenu une vieille guirlande de Noël dans les mains, tu as sûrement remarqué l’inverse : une seule ampoule grillée, et toute la guirlande reste éteinte. Pourquoi un circuit se comporte-t-il d’une façon, et l’autre d’une façon complètement différente ?
Jusqu’ici, tu as surtout étudié le circuit électrique le plus simple : un générateur relié à un seul récepteur par des fils. Ce chapitre va plus loin : que se passe-t-il quand on branche plusieurs récepteurs dans le même circuit ? Tu vas découvrir qu’il existe deux façons bien différentes de les associer — en série et en dérivation — et que ce choix change complètement le comportement du circuit.
À la fin de ce chapitre, tu sauras schématiser ces deux types de circuits avec les symboles normalisés, prévoir ce qui arrive quand on retire un dipôle, et repérer les nœuds et les branches d’un circuit en dérivation. C’est exactement ce qui explique pourquoi l’installation électrique de ta maison est câblée en dérivation — et jamais en série !
1Circuit en série : boucle unique
Le circuit le plus simple que tu connais — une pile et une lampe reliées par deux fils — est déjà un circuit en série : il ne contient qu’une seule boucle. Voyons ce qui se passe quand on ajoute un deuxième récepteur sur cette même boucle.
Des dipôles sont branchés en série lorsqu’ils sont placés les uns à la suite des autres, sur une seule et même boucle, sans aucun point de partage. Le courant qui sort du générateur traverse alors obligatoirement chaque dipôle, l’un après l’autre, avant de revenir au générateur.
1.1 Reconnaître un circuit en série
Un circuit en série se reconnaît à un critère très simple : en partant d’une borne du générateur et en suivant le fil du doigt, on traverse tous les dipôles un par un, et on revient à l’autre borne sans jamais avoir le choix du chemin. Il n’y a qu’un seul chemin possible : c’est une boucle unique.
Pose le doigt sur une borne du générateur et suis le fil. Si tu arrives à chaque dipôle l’un après l’autre, sans jamais rencontrer de point où le courant pourrait « choisir » entre deux chemins, le circuit est en série.
Dans un circuit en série, l’ordre des dipôles n’a aucune importance sur leur fonctionnement. Que la lampe soit placée juste après le générateur ou tout à la fin de la boucle, elle est traversée par le même courant et brille exactement de la même façon.
Comme il n’existe qu’un seul chemin dans une boucle, le courant qui la parcourt est le même en chaque point de cette boucle : rien ne permet à une partie du courant de « s’échapper » ailleurs. Déplacer un dipôle le long de la boucle revient seulement à changer l’endroit où l’on regarde ce courant unique, jamais le chemin lui-même. C’est pour cela que l’ordre des dipôles ne change rien à leur fonctionnement.
1.2 L’intensité est la même partout
Le courant électrique est caractérisé par une grandeur appelée l’intensité, notée , qui se mesure en ampères (symbole A) à l’aide d’un ampèremètre branché en série dans le circuit.
Dans un circuit en série, l’intensité du courant a la même valeur en tout point de la boucle :
Beaucoup d’élèves pensent que le courant « s’use » en traversant chaque lampe, comme de l’eau qui se viderait peu à peu. C’est faux : l’intensité du courant électrique ne s’use pas et reste identique en tout point de la boucle. Ce qui diminue quand on ajoute des lampes en série, c’est l’éclat de chacune — pas l’intensité.
1.3 L’éclat partagé
Ajouter des lampes en série ne les rend pas plus lumineuses : au contraire, l’énergie fournie par le générateur doit maintenant se répartir entre plusieurs récepteurs. Plus il y a de lampes en série sur la même boucle, plus chacune brille faiblement.
Une vieille guirlande de Noël de vingt ampoules branchées en série, sur une pile prévue à l’origine pour une seule ampoule, donnerait un éclairage très faible : chaque ampoule ne reçoit qu’une petite part de l’énergie disponible, partagée entre les vingt lampes de la boucle.
On branche en série une lampe seule avec une pile : elle brille normalement. On ajoute une deuxième lampe identique, toujours en série, sur la même boucle : les deux lampes brillent alors moins fort que la première ne brillait seule, car l’énergie du générateur se partage désormais entre les deux récepteurs.
Les premières guirlandes électriques de Noël apparaissent aux États-Unis à partir de 1895, quand l’ingénieur Ralph Morris a l’idée d’adapter les petites ampoules des standards téléphoniques pour décorer un sapin. La société General Electric commercialise les premiers kits de guirlandes en 1903.
Ces guirlandes anciennes étaient câblées en série, tout simplement parce que c’était le montage le plus économique en fil de cuivre. Le défaut est bien connu de toutes les familles de l’époque : une seule ampoule grillée, et il fallait tester chaque ampoule une par une pour retrouver la coupable ! Les guirlandes modernes, elles, utilisent un câblage en dérivation ou un montage mixte, justement pour éviter ce problème.
2Circuit en dérivation : nœuds et branches
Regarde maintenant l’installation électrique de ta maison : plusieurs lampes, une télévision, un réfrigérateur, tous branchés sur le même secteur, et pourtant chacun fonctionne indépendamment des autres. C’est le principe du circuit en dérivation.
Des dipôles sont branchés en dérivation (on dit aussi « en parallèle ») lorsque chacun est placé sur sa propre boucle, entre deux mêmes points du circuit. Le circuit comporte alors plusieurs chemins possibles pour le courant, au lieu d’un seul.
2.1 Nœuds et branches : le vocabulaire
Un nœud est un point du circuit où au moins trois fils se rejoignent : c’est un endroit où le courant peut « choisir » son chemin. Une branche est une portion du circuit comprise entre deux nœuds consécutifs, contenant un ou plusieurs dipôles.
Repère d’abord tous les points où trois fils ou plus se rejoignent : ce sont les nœuds, que tu peux nommer A, B, C… Chaque chemin qui relie deux nœuds voisins, en passant par un ou plusieurs dipôles, est une branche.
2.2 L’intensité en dérivation : la loi des nœuds
L’intensité du courant qui arrive à un nœud est égale à la somme des intensités qui en repartent. Dans un circuit à deux branches (voir Figure 1) :
où est l’intensité dans la branche principale, près du générateur, et , les intensités de chaque branche dérivée.
Imagine une rivière qui se sépare en deux ruisseaux, puis se rejoint plus loin : l’eau ne disparaît nulle part, elle se répartit simplement entre les deux ruisseaux, et leur somme redonne le débit de la rivière de départ. Il en va exactement de même pour le courant électrique à un nœud : rien ne s’y crée, rien ne s’y perd, le courant se partage seulement entre les branches. C’est pourquoi l’intensité totale, avant le nœud, est toujours égale à la somme des intensités des branches, après le nœud.
2.3 Indépendance des récepteurs et avantages
Chaque branche d’un circuit en dérivation se comporte comme un circuit à part entière : le fonctionnement d’un récepteur ne dépend pas de ce qui se passe dans les autres branches.
Dans un circuit en dérivation : chaque récepteur fonctionne à son éclat normal, comme s’il était seul branché sur le générateur ; on peut allumer ou éteindre un récepteur sans éteindre les autres ; si un récepteur tombe en panne, les autres continuent de fonctionner normalement. C’est pour toutes ces raisons que les installations domestiques sont toujours câblées en dérivation.
On branche une seule lampe sur un générateur : elle brille normalement. On ajoute une deuxième lampe identique, mais cette fois en dérivation sur une deuxième branche : chaque lampe continue de briller normalement, exactement comme si elle était seule — contrairement à ce qui se passerait en série.
Dans un salon, la lampe du plafond et le réfrigérateur sont branchés en dérivation sur le même circuit électrique. On éteint la lampe pour aller dormir : le réfrigérateur continue de fonctionner normalement, sans aucune interruption, car les deux appareils occupent des branches différentes.
Ne confonds pas les deux montages : ajouter une lampe en série fait baisser l’éclat de toutes les lampes de la boucle, alors qu’ajouter une lampe en dérivation, sur une nouvelle branche, ne change rien à l’éclat des lampes déjà branchées : chaque branche reste indépendante des autres.
En septembre 1882, l’ingénieur américain Thomas Edison met en service la centrale électrique de Pearl Street, à New York : c’est l’une des toutes premières distributions électriques commerciales de l’histoire, alimentant environ 400 lampes chez ses premiers clients.
Edison choisit délibérément de câbler ce réseau en dérivation, et non en série : il veut que chaque client puisse allumer ou éteindre ses propres lampes sans influencer celles du voisin, et que la panne d’une lampe n’éteigne jamais tout le quartier. Ce choix, motivé par le confort des usagers, est resté le principe de toutes les installations domestiques jusqu’à aujourd’hui.
3Effet d’une lampe grillée
Tu sais maintenant reconnaître un circuit série et un circuit en dérivation. Voyons l’expérience la plus spectaculaire de ce chapitre : que se passe-t-il si une lampe grille, ou si on la dévisse volontairement de sa douille ?
3.1 Dans un circuit en série : tout s’éteint
Dévisser une lampe (ou une lampe qui grille) dans un circuit en série coupe la boucle : il n’existe alors plus aucun chemin pour le courant. Toutes les lampes du circuit s’éteignent, même celles qui sont en parfait état.
3.2 Dans un circuit en dérivation : seule cette lampe s’éteint
Dans un circuit en dérivation, chaque branche est indépendante. Si on dévisse la lampe d’une branche, seule cette branche est coupée : les autres branches restent fermées, et les autres lampes continuent de briller normalement.
Un circuit série comporte un générateur et trois lampes L1, L2, L3. On dévisse L2 : la boucle est coupée à cet endroit précis. Résultat : L1 et L3, pourtant intactes, s’éteignent elles aussi, car le courant ne peut plus circuler nulle part dans la boucle.
Un circuit en dérivation comporte un générateur et trois branches, chacune avec sa lampe L1, L2, L3, entre deux nœuds A et B. On dévisse L2 : seule sa branche est coupée. L1 et L3 continuent de briller normalement, avec le même éclat qu’avant, car leurs branches n’ont pas été touchées.
Ne crois pas qu’en dérivation, retirer une lampe changerait l’éclat des autres : ce n’est pas le cas. Chaque branche restante continue de fonctionner exactement comme avant, car les branches sont indépendantes les unes des autres.
4Comportement des dipôles
Un circuit électrique associe toujours deux types de dipôles : les générateurs, qui fournissent l’énergie électrique, et les récepteurs, qui la consomment. Voyons maintenant un cas particulier, le court-circuit, qui se comporte très différemment selon le dipôle concerné.
4.1 Générateurs et récepteurs
Un générateur (pile, batterie, secteur…) est un dipôle qui fournit de l’énergie électrique au circuit : c’est lui qui fait circuler le courant. Un récepteur (lampe, moteur, sonnerie…) est un dipôle qui reçoit cette énergie et la transforme, par exemple en lumière, en mouvement ou en son.
4.2 Court-circuiter une lampe
Court-circuiter un dipôle, c’est le relier directement par un simple fil, en dérivation avec lui. Le courant, qui emprunte toujours le chemin le plus facile, passe alors entièrement par ce fil et ignore complètement le dipôle court-circuité.
Un circuit série comporte deux lampes L1 et L2. On relie les deux bornes de L1 par un fil (voir Figure 3) : L1 s’éteint immédiatement, car le courant passe désormais par le fil. Mais le circuit reste fermé grâce à ce fil : L2 continue de briller normalement, contrairement au cas d’une lampe simplement dévissée.
4.3 Court-circuiter un générateur : danger !
Ne jamais relier directement les deux bornes d’un générateur par un simple fil, sans aucun récepteur : c’est un court-circuit du générateur, très différent du court-circuit d’une lampe. Le fil n’offrant presque aucune résistance au passage du courant, l’intensité devient énorme en quelques secondes. Le fil et le générateur chauffent violemment : les fils peuvent fondre, le générateur peut être détruit, et une pile peut même exploser ou prendre feu.
Dans une installation domestique, un fusible ou un disjoncteur surveille en permanence l’intensité du courant. En cas de court-circuit, l’intensité dépasse brutalement la valeur autorisée : le disjoncteur coupe alors automatiquement le circuit en une fraction de seconde, avant que les fils n’aient le temps de chauffer dangereusement. C’est ce petit interrupteur automatique, dans le tableau électrique de la maison, qui évite les incendies d’origine électrique.
C’est encore Thomas Edison qui dépose, en 1890, un brevet pour un fusible électrique de sécurité : un petit fil métallique, calibré pour fondre et couper le circuit dès que l’intensité devient trop importante, avant qu’un incendie ne se déclare. Il avait observé que les fils de ses réseaux électriques new-yorkais chauffaient parfois dangereusement lors d’un défaut de câblage.
Aujourd’hui, dans les maisons du monde entier, le fusible a largement été remplacé par le disjoncteur, un interrupteur automatique réarmable qui joue exactement le même rôle protecteur, sans qu’il faille le remplacer après chaque déclenchement.
5Schématisation normalisée
Pour communiquer un montage électrique sans ambiguïté, les physiciens du monde entier utilisent les mêmes symboles normalisés. Voici comment lire et dessiner correctement un schéma électrique.
5.1 Les symboles normalisés
Les fils se dessinent avec des traits droits, qui se croisent à angle droit. Un point noir à une intersection signifie que les fils sont reliés : c’est un nœud. L’absence de point signifie que les fils se croisent sans contact. Le générateur est presque toujours placé en bas ou à gauche du schéma.
Sur un schéma normalisé, deux fils qui se croisent ne sont reliés que s’il y a un point noir à leur intersection. Beaucoup d’élèves oublient de vérifier ce détail et se trompent en comptant les nœuds d’un circuit.
5.2 Applications : guirlandes et installation domestique
Tu peux maintenant relier tout ce que tu as appris à des objets bien réels : les guirlandes lumineuses et le câblage de ta maison.
Les guirlandes à LED actuelles évitent le défaut des anciennes guirlandes en série : elles utilisent souvent plusieurs petites boucles en série, elles-mêmes branchées en dérivation les unes par rapport aux autres. Ainsi, si une section grille, seule cette petite section s’éteint, et le reste de la guirlande continue de briller.
Dans une maison, le disjoncteur principal du tableau électrique alimente plusieurs circuits placés en dérivation : l’éclairage, les prises de courant, la cuisinière, etc. Chaque circuit possède son propre disjoncteur, ce qui permet de couper l’alimentation d’une seule pièce sans priver toute la maison d’électricité.
Fiche mémo
- Série : une seule boucle, un seul chemin ; l’ordre des dipôles ne compte pas.
- En série : (même intensité en tout point).
- En série : dévisser une lampe coupe la boucle → tout s’éteint.
- En série : plus on ajoute de lampes, plus l’éclat de chacune est faible (éclat partagé).
- Dérivation : plusieurs branches entre deux nœuds ; chaque branche est indépendante.
- Loi des nœuds : (l’intensité qui arrive = la somme de celles qui repartent).
- En dérivation : dévisser une lampe n’éteint que sa branche ; les autres gardent leur éclat normal.
- Nœud : point où au moins trois fils se rejoignent. Branche : portion entre deux nœuds.
- Court-circuiter une lampe : elle s’éteint, mais le circuit continue de fonctionner grâce au fil.
- Court-circuiter un générateur : danger — intensité énorme, risque d’incendie. À ne jamais faire.
- Un fusible ou un disjoncteur coupe automatiquement le circuit en cas de court-circuit.
- Symboles clés : lampe = cercle barré d’une croix ; générateur = trait long (+) et trait court (−) ; nœud = point noir.
- Deux fils qui se croisent sur un schéma ne sont reliés que s’il y a un point à l’intersection.
- Les installations domestiques sont toujours câblées en dérivation, pour l’indépendance et la sécurité des appareils.
6Exercices corrigés
Deux montages sont décrits. Pour chacun, précise s’il s’agit d’un circuit en série ou en dérivation. a) Un générateur, une lampe et un interrupteur sont placés les uns après les autres, sur une seule boucle. b) Un générateur alimente deux lampes, chacune sur son propre chemin, entre deux mêmes points A et B.
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a) Il n’y a qu’une seule boucle, un seul chemin possible pour le courant : c’est un circuit en série.
b) Il existe deux chemins possibles entre les points A et B : c’est un circuit en dérivation.
Un circuit série comporte un générateur et trois lampes L1, L2, L3. On dévisse L3. Que deviennent L1 et L2, pourtant en parfait état ?
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Le circuit est en série : il n’existe qu’un seul chemin pour le courant. Dévisser L3 coupe ce chemin unique. Le courant ne peut plus circuler nulle part dans la boucle : L1 et L2 s’éteignent aussi, bien qu’elles soient intactes.
Un circuit en dérivation comporte deux branches entre deux nœuds C et D : une lampe L1 sur la première, une lampe L2 sur la seconde. On dévisse L1. Que devient L2 ?
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Chaque branche est indépendante des autres. Dévisser L1 coupe uniquement sa branche. La branche de L2, entre les mêmes nœuds C et D, reste fermée : L2 continue de briller normalement, avec le même éclat qu’avant.
Vrai ou faux ? 1. Dans un circuit série, l’intensité est plus grande près du générateur. 2. Dans un circuit en dérivation, l’intensité de la branche principale est la somme des intensités des branches. 3. L’ordre des lampes dans un circuit série change leur éclat. 4. Dévisser une lampe dans une branche en dérivation éteint tout le circuit. 5. Court-circuiter un générateur est dangereux.
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1. Faux : dans un circuit série, l’intensité a la même valeur en tout point de la boucle. 2. Vrai : c’est la loi des nœuds, . 3. Faux : l’ordre des dipôles en série ne change rien à leur fonctionnement. 4. Faux : seule la branche concernée s’éteint, les autres continuent normalement. 5. Vrai : l’intensité devient énorme et peut provoquer un incendie.
Associe chaque description à son symbole normalisé : A. un cercle barré d’une croix ; B. deux traits parallèles, l’un long et fin, l’autre court et épais ; C. deux points reliés par un trait qui ne touche pas le second point ; D. un cercle contenant la lettre A. Noms possibles : lampe, générateur, interrupteur ouvert, ampèremètre.
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A → lampe (le cercle représente l’ampoule, la croix son filament). B → générateur (trait long = borne +, trait court = borne −). C → interrupteur ouvert (les deux contacts ne se touchent pas, le circuit est coupé). D → ampèremètre (l’appareil qui mesure l’intensité, en ampères).
Un circuit série comporte un générateur et deux lampes L1 et L2. On relie directement les deux bornes de L1 par un simple fil (voir Figure 3). Décris ce qui arrive à L1, à L2, et explique pourquoi ce n’est pas la même chose que de dévisser L1.
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Le fil ajouté relie directement les deux bornes de L1 : c’est un court-circuit de L1. Le courant emprunte toujours le chemin le plus facile ; il passe donc entièrement par ce fil et évite complètement L1, qui s’éteint. Mais contrairement à une lampe dévissée, le fil referme quand même la boucle : le circuit reste fonctionnel, et L2 continue de briller normalement. Une lampe dévissée laisse un vide (circuit ouvert), alors qu’une lampe court-circuitée laisse un chemin de secours (le fil).
Un circuit en dérivation alimente trois lampes, chacune sur sa propre branche, toutes les trois raccordées entre les deux mêmes points du circuit. Combien ce circuit compte-t-il de nœuds ? Combien de branches ?
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Les trois branches partent toutes du même point de départ et arrivent toutes au même point d’arrivée : il y a donc 2 nœuds (un point de départ où au moins trois fils se rejoignent, un point d’arrivée de même). Chaque lampe occupe une portion du circuit entre ces deux nœuds : il y a donc 3 branches.
Un générateur alimente deux lampes L1 et L2, en dérivation, chacune équipée de son propre interrupteur K1 et K2, pour pouvoir les commander indépendamment. Décris comment représenter ce montage avec les symboles normalisés.
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On place le générateur d’un côté du schéma. Le fil qui en sort atteint un premier nœud A, où il se divise en deux branches : la première contient l’interrupteur K1 puis la lampe L1, la seconde contient l’interrupteur K2 puis la lampe L2. Les deux branches se rejoignent ensuite en un second nœud B, avant de revenir au générateur. Chaque interrupteur, placé avant sa lampe, permet de fermer ou d’ouvrir sa branche sans toucher à l’autre (voir Figure 6).
On observe une même lampe dans trois situations : seule avec un générateur ; en série avec une lampe identique ; en dérivation avec une lampe identique. Classe ces trois situations par éclat croissant et justifie.
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Seule, la lampe reçoit toute l’énergie du générateur : son éclat est normal. En dérivation, chaque branche se comporte comme si elle était seule sur le générateur : l’éclat reste normal, identique au cas précédent. En série, l’énergie du générateur se partage entre les deux lampes : chacune brille moins fort. Classement par éclat croissant : série < seule = dérivation.
Un circuit mystère contient un générateur et deux lampes A et B, cachées dans une boîte. On observe : quand on dévisse A, tout le circuit s’éteint. Quand on revisse A puis qu’on dévisse B, seule B s’éteint, A continue de briller.
- Que peux-tu déjà déduire du montage à partir de la première observation ?
- Que t’apprend la deuxième observation sur la position de B ?
- Propose un schéma en toutes lettres (générateur, dipôles, nœuds) qui explique les deux observations.
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1. Dévisser A éteint tout le circuit : A se trouve donc sur un passage obligatoire du courant, un tronçon en série que tout le courant doit traverser, quelle que soit sa suite.
2. Dévisser B n’éteint que B, et A continue de briller : B se trouve donc sur une branche indépendante, en dérivation, qui n’est pas un passage obligatoire pour le reste du circuit.
3. Le montage est donc mixte : en partant du générateur, le courant traverse d’abord A en série (branche unique, obligatoire), puis atteint un nœud où il pourrait se diviser vers d’autres branches ; B occupe l’une de ces branches en dérivation, après A. C’est exactement l’organisation étudiée à la Figure 7 : A joue le rôle de L1, et B le rôle de L2 ou L3.
Étudie le circuit de la Figure 7 : la lampe L1 est sur le trajet principal, avant que le circuit ne se divise, entre les nœuds A et B, en deux branches contenant L2 et L3.
- Identifie les nœuds et les branches de ce circuit.
- Que se passe-t-il si on dévisse L1 seule ?
- Que se passe-t-il si on dévisse L2 seule ? Et L3 seule ?
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1. Le circuit compte deux nœuds, A et B. Trois branches : le tronçon avec L1, entre le générateur et A, fait partie de la boucle principale ; la branche A–B contenant L2 ; la branche A–B contenant L3.
2. L1 est un passage obligatoire, en série, avant même que le circuit ne se divise. La dévisser coupe donc tout le circuit : L2 et L3 s’éteignent aussi, faute de courant.
3. L2 et L3 sont chacune sur leur propre branche, en dérivation entre A et B. Dévisser L2 seule coupe uniquement sa branche : L1 et L3 continuent de briller. De même, dévisser L3 seule laisse L1 et L2 briller normalement.
Un générateur est accidentellement court-circuité : ses deux bornes sont reliées par un simple fil, sans aucun récepteur.
- Explique pourquoi l’intensité du courant devient alors énorme.
- Quelles conséquences physiques cela peut-il avoir ?
- Explique le rôle protecteur d’un disjoncteur dans cette situation, et ce qui se passerait sans lui.
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1. Un simple fil de connexion n’offre presque aucune résistance au passage du courant. Or, plus le chemin est facile, plus l’intensité qui le traverse peut devenir grande. Sans aucun récepteur pour limiter ce courant, l’intensité grimpe à des valeurs bien supérieures à celles d’un fonctionnement normal.
2. Un courant aussi intense dégage une grande quantité de chaleur dans le fil et dans le générateur, en très peu de temps. Les fils peuvent chauffer au point de fondre leur isolant, le générateur peut être détruit, et une pile peut gonfler, fuir ou exploser. Le risque d’incendie est réel.
3. Le disjoncteur surveille en permanence l’intensité du courant. Dès qu’elle dépasse la valeur autorisée, comme lors d’un court-circuit, il coupe automatiquement le circuit en une fraction de seconde. Sans disjoncteur, rien n’arrêterait la montée de l’intensité et de la chaleur : le risque d’incendie électrique serait beaucoup plus élevé.
Le mariage de Fatou (Dakar). Pour un mariage à Dakar, Fatou installe une guirlande de 60 petites lampes DEL, organisées en 5 groupes de 12 lampes en série, les 5 groupes étant eux-mêmes câblés en dérivation les uns par rapport aux autres. Chaque lampe coûte 150 F CFA, chaque groupe a besoin de son propre interrupteur à 800 F CFA, et il faut 40 m de fil à 250 F CFA le mètre.
- Vérifie que les 5 groupes représentent bien 60 lampes au total.
- Calcule le coût total de la guirlande.
- Explique l’avantage du montage en 5 groupes par rapport à une seule guirlande de 60 lampes toutes en série.
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1. lampes : le compte est bon.
2. Coût total :
- lampes : F CFA
- interrupteurs : F CFA
- fil : F CFA
- total
- F CFA
3. Avec 5 groupes en dérivation, une lampe grillée dans un groupe n’éteint que ce groupe de 12 lampes : le reste de la guirlande continue de briller. Avec une seule série de 60 lampes, la moindre panne aurait éteint toute la guirlande le soir du mariage.
L’atelier de couture (Ndjamena). Un atelier de couture à Ndjamena possède 6 machines à coudre électriques, toutes branchées en série sur une seule prise. Le patron se plaint : une seule machine en panne arrête tout l’atelier. Un électricien propose de re-câbler les 6 machines en dérivation, avec 6 prises individuelles à 3 500 F CFA l’unité, 30 m de câble à 400 F CFA le mètre, et une intervention facturée 15 000 F CFA.
- Explique pourquoi une seule machine en panne arrête actuellement tout l’atelier.
- Calcule le coût total du re-câblage.
- Explique l’avantage obtenu après le re-câblage.
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1. Les machines sont en série : il n’existe qu’une seule boucle, un seul chemin pour le courant. Si une machine tombe en panne ou est débranchée, la boucle est coupée, et plus aucune machine ne peut fonctionner.
2. Coût du re-câblage :
- prises : F CFA
- câble : F CFA
- matériel F CFA
- total F CFA
3. En dérivation, chaque machine occupe sa propre branche, indépendante des autres. La panne d’une seule machine ne coupera plus que sa branche : les cinq autres machines pourront continuer à fonctionner normalement.
Le court-circuit d’Ibrahim (Bamako). Chez Ibrahim, à Bamako, un court-circuit dans la cuisine a déclenché le disjoncteur principal : toute la maison a été privée d’électricité. Un électricien remplace 2 m de câble endommagé, à 600 F CFA le mètre, facture sa main d’œuvre 5 000 F CFA, et remplace une prise abîmée à 2 500 F CFA.
- Explique pourquoi le disjoncteur a coupé l’électricité de toute la maison, et ce qui aurait pu se passer s’il n’avait pas existé.
- Calcule le coût total de la réparation.
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1. Lors du court-circuit, l’intensité du courant a brutalement dépassé la valeur autorisée. Le disjoncteur, qui surveille cette intensité en permanence, a coupé automatiquement le circuit pour protéger l’installation. Sans lui, le courant très intense aurait continué à chauffer les fils, avec un risque réel d’incendie dans la maison.
2. Coût de la réparation :
- câble : F CFA
- total
- F CFA