Une lampe et un moteur en dérivation

Exercice d'entraînement · niveau 3 (difficile) · physique (seconde), chapitre 6 — Signaux et Capteurs · Circuit électrique, intensité et tension

Énoncé

Un générateur délivrant $U = 12 V$ alimente, à travers un interrupteur général, un nœud d'où partent deux branches en dérivation : l'une contient une lampe parcourue par $I_{1} = 0, 30 A$ , l'autre un moteur parcouru par $I_{2} = 0, 45 A$ .<br> 1. Calculer l'intensité $I$ délivrée par le générateur.<br> 2. Quelle est la tension aux bornes de la lampe ? Aux bornes du moteur ? Justifier.<br> 3. Où faut-il brancher un ampèremètre pour mesurer $I_{2}$ , et un voltmètre pour mesurer la tension aux bornes du moteur ?<br> 4. On place un interrupteur dans la seule branche de la lampe et on l'ouvre. Que deviennent $I_{1}$ , $I_{2}$ et $I$ ?

Corrigé

1. L'intensité totale. D'après la loi des nœuds : $I = I_{1} + I_{2} = 0, 30 + 0, 45 = 0, 75 A .$

2. Les deux tensions. Les deux branches sont montées en dérivation aux bornes du générateur : chacune est donc soumise à la tension entière du générateur. La lampe et le moteur reçoivent tous deux $12 V$ . C'est ce qui distingue la dérivation de la série, où la tension se partage.

3. Les branchements. L'ampèremètre se branche en série : on ouvre la branche du moteur et on l'insère dedans, de sorte que le courant le traverse. Le voltmètre se branche en dérivation, directement aux deux bornes du moteur, sans ouvrir le circuit.

4. La branche de la lampe coupée. Cette branche est ouverte, donc $I_{1} = 0$ . Le moteur, lui, reste directement relié au générateur : il garde ses $12 V$ et son courant, $I_{2} = 0, 45 A$ . Le générateur ne débite plus que $I^{'} = 0 + 0, 45 = 0, 45 A .$ C'est tout l'intérêt de la dérivation : chaque branche se commande indépendamment.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.