Discussion :

[Delias]

On continue avec les domaines de fonctionnement et P = U * I

Comme tout phénomène physique, la modélisation mathématique n'est valable que dans une certaine plage (à une certaine échelle).
La détermination des caractéristiques exactes en électricité relève de la physique nucléaire. La tension de la résistance c'est bien I*R auquel il faut ajouter le bruit généré par l'agitation atomique, dans les mesures standard ce bruit n'est pas perçu, mais à très très faible valeur il serait mesurable -> c'est la limite inférieur de la caractéristique, on ne l’atteint jamais en application standard.

A l'autre extrémité c'est le claquage électrique. Au delà d'une certaine tension les atomes sont embarqués et il se produit un arc. La droite devient courbe... Il est possible de créer des résistances capables de supporter plusieurs milliers de Volt puis les mettre en série pour aller encore plus haut, elles sont juste beaucoup plus grande.

P=U*I c'est un autre phénomène. L'électricité est une énergie. La multiplication des ses deux grandeurs donne la puissance fournie ou absorbée par un élément.
La résistance transforme la puissance absorbée en chaleur. Une résistance c'est aussi une inertie thermique. Lorsque l'on ajout de la chaleur à une inertie thermique sa température augmente. D'un autre côté un gradient de température avec l'air ambiant va dissiper de la chaleur. Plus la température augmente, plus la chaleur dispersée est importante. On fini sur un point d'équilibre où la puissance électrique absorbée correspond à la puissance thermique dissipée. Si la température de cet équilibre est trop haute, la matière de la résistance va fondre ou prendre feu (les résistances au carbone c'est combustible!), dans ces cas la caractéristique électrique est modifiée (voir elle n'existe plus).

Si on augmente la dissipation thermique, on peut augmenter la puissance d'une résistance. Une résistance d'1/4 de watt est capable de dissiper quelques watts si elle est plongée dans de l'eau

Le calcul de puissance ne sert qu'a vérifier que l'on atteint pas la limite de transformation de la matière par la température dans des conditions normalisées. Le calcul thermique est fait à l'avance dans de l'air sec, le plus défavorable et à une température donnée. On indique juste le résultat comme limite à ne pas dépasser.

Bonne soirée

Delias

[f-leb]

En fait c'est très simple

Je reprends le schéma de Vincent :

Pièce jointe 560361

Loi des mailles, loi des noeuds, loi d'Ohm et on a l'équation :
U_LED = 3,3 - 180 x I

Si on a la courbe caractéristique U_LED=f(I), et que je superpose la droite d'équation U = 3,3 - 180 x I (en rouge) :



J'obtiens un point de fonctionnement à l'intersection qui permet de remonter aux inconnues du problème (U_LED=2V, I = 7,5 mA environ).

CQFD

[Delias]

@f-leb

Ce n'est rien d'autre que la résolution graphique du système d'équation que j'ai indiqué plus haut.
Ta courbe rouge c'est déjà la courbe de la pile (une horizontale à 3.3V) et de la résistance (une oblique passant par 0 de pente R). Les signe de l’équation des mailles donne quelle courbe doit être inversée par rapport à l'axe horizontal. Le graphique représente U_Pile - U_Résistance = U_Led.
Les équations de courant indiquent que l'on additionne les tension à courant déterminé -> les courbes sont empilées verticalement. En cas de mise en //, les courbes sont empilée verticalement (même tension addition des courants).
Ensuite on recherche le courant auquel la somme des trois courbes vaut 0.

C'est la méthode efficace pour les assemblage de composants non-linéaire (et de stabilisation dans les zones fortement non linéaire) avant l'arrivée des simulateurs à la portée de tous.

Bon week-end du 1er, je bosse demain.

Delias

[Vincent PETIT]

Q-2) qu'est-ce que le potentiel et la différence de potentiel en électronique ?

Ce n'est pas que je ne veuille pas répondre mais je pense vraiment que ça va encombrer les éléments de réflexions ici et en toute honnêteté je ne serai pas capable d'expliquer clairement toutes les notions de physique sous-jacente.

Qu'est-ce que le potentiel ? On ne peut pas mesurer le potentiel, on ne peut mesurer que la différence de potentiel d'un système.
Est-ce bien cela ?

Le potentiel électrique c'est l'état électrique en un point de l'espace, en Volt. Une tension électrique c'est bien la différence de potentiel entre deux points de l'espace (aux bornes d'une pile ou d'une résistance par exemple). Pour savoir ce qu'est exactement un potentiel, il faut se référer à la physique. Ce n'est pas forcément simple, on va manipuler des intégrales de volume car on parle de point dans l'espace (en x, y et z).

Je retiens la règle que l'intensité est la même partout dans le circuit.
Du coup, il faut commencer par calculer cette intensité.
Le circuit des résistances ne change pas entre le schéma 1 et le schéma 2. C'est pourquoi, on trouve la même tension :

schéma 1 :
--> 1.5Vcc = 3k ohms * i
--> i = 0.5mA.

Le U aux bornes de la résistance 2k ohms donne :
--> U = 2k ohms * 0.5mA
--> U = 1Vcc

Pour la résistance 1k ohms, le résultat est :
--> U = 1k ohms * 0.5mA
--> U = 0.5Vcc

Et l'on retrouve bien 1.5Vcc = 1Vcc + 0.5Vcc
Le résultat final est important car le voltage total est la somme des voltages de chaque composant (ici des résistances).

Tout ok !

Pour le schéma 3, j'ai eu plus de difficulté à trouver la solution.

Oui c'est vrai que c'était moins évident, ici on peut dire simplement que, suivant l'endroit où se trouve la référence de la mesure, 'on a "élevé" de 1.5V l'ensemble des tensions du montage. Ici on a augmenter la différence de tension, de 1.5V, entre V+ et V-.

Q-3) le fonctionnement d'un voltmètre.

Pas tout de suite
Comme dit par ChPr, d'abord il y a des versions numériques avec du logiciel embarqué et des versions analogiques (avec des comparateurs de tension, avec des générateurs de courant pour faire bouger l'aiguille d'un galvanomètre) mais surtout il faut aller beaucoup plus loin dans l'électronique.

[f-leb]

@f-leb

Ce n'est rien d'autre que la résolution graphique du système d'équation que j'ai indiqué plus haut.
...

Oui oui, tout à fait, j'essayais juste de démontrer à Artemus (avec une approche graphique) qui n'y voit que "des recettes de cuisine", que la démarche de résolution est tout à fait rigoureuse et scientifique et s'appuie sur des lois de la physique.

J'aurais beaucoup de mal à expliquer ce qu'est un potentiel électrique, voir la page wikipedia :

C'est pourquoi on utilise habituellement pour illustrer la notion de potentiel électrique l'analogie avec le cours d'eau d'une rivière ; le potentiel de chaque point correspond à son altitude, alors que la différence d’altitude (dénivellation) correspond à la différence de potentiel.

[Artemus24]

Salut à tous.

Je n'arrête pas d'avoir un "DNS_PROBE_FINISHED_NXDOMAIN" quand j'accède à developpez.com. A quoi est-ce dû ?

@ ChPr : je ne cherche pas à connaitre les différents voltmètres que l'on trouve sur le marche, juste quelque chose de basique à comprendre.
Je sais déjà qu'il y a une résistance qui est considéré comme infinie, et un galvanomètre.
Merci quand même d'avoir détaillé tes recherches.

@ Delias : tu as anticipé l'une de mes prochaines questions, celle concernant la loi des nœuds et des mailles.
Pour l'instant, je ne veux pas aborder cela car j'ai encore du mal à comprendre ce que représente la différence de potentiel.
Merci aussi à toi pour tes explications.

Si tu est un matheux, je te laisse t'y coller.

Pas pour l'instant, mais c'est cette approche qui m'intéresse.

Un vrai livre ouvert !

@ f-leb : ca, c'est de la démonstration !!!
C'est exactement ce que je cherchais à comprendre. Merci.

Ce n'est pas que je ne veuille pas répondre mais je pense vraiment que ça va encombrer les éléments de réflexions ici et en toute honnêteté je ne serai pas capable d'expliquer clairement toutes les notions de physique sous-jacente.

Je suis resté, par l'analogie avec l'eau, où la différence de potentiel est la dénivellation. Sauf que je ne comprends pas cette notion.

Je pense que l'on va revenir aux schémas.

Pour le schéma 3, il y a un problème dans la mesure de la tension. Je n'ai pas dit que le résultat est faux.
Que mesure-t-on exactement ? Oui, je sais une différence de potentiel.

Ma question concerne une led que j'ajoute dans le circuit.
On peut négliger les aspects chiffrés de cette led dans le circuit.
Cette led à une luminescence basse quand la tension est de 1.5V et haute quand la tension est de 3V.
A l’œil, on doit pourvoir distinguer cette luminescence.

Dans le schéma 1, avec la led en plus, sa luminescence est basse.
Mais quand est-il dans le schema 3 ? Je suppose que la luminescence est haute.
Est-ce la bonne réponse ?

Oui oui, tout à fait, j'essayais juste de démontrer à Artemus (avec une approche graphique) qui n'y voit que "des recettes de cuisine", que la démarche de résolution est tout à fait rigoureuse et scientifique et s'appuie sur des lois de la physique.

Ta démonstration n'a rien d'une recette de cuisine, tout au contraire, elle est parfaite.
J'aborderai cette recette de cuisine un peu plus tard.

@+

[f-leb]

Salut,

Je suis resté, par l'analogie avec l'eau, où la différence de potentiel est la dénivellation. Sauf que je ne comprends pas cette notion.

Un potentiel électrique correspond à une énergie potentielle électrostatique (dixit wikipedia hein !, ça ne veut pas dire que j'ai tout compris).
Pense au potentiel énergétique d'une chute d'eau. Si tu mets une turbine sous la chute d'eau, l'énergie récupérée (qui est de l'énergie potentielle due à la pesanteur) est proportionnelle à la hauteur de la chute.

[Artemus24]

Salut à tous.

ça ne veut pas dire que j'ai tout compris

Cela me rassure car je croyais être le seul à ne rien comprendre.

Pense au potentiel énergétique d'une chute d'eau. Si tu mets une turbine sous la chute d'eau, l'énergie récupérée (qui est de l'énergie potentielle due à la pesanteur) est proportionnelle à la hauteur de la chute.

Si je pense à la chute d'eau, je pense au mouvement de l'eau et à la force qu'elle exerce sur les pales d'une turbine.
En raisonnant à l'envers, cette force est dû à la vitesse de l'eau, qui elle-même est dû à la force de gravité qui s'exerce sur l'eau par sa chute et donc par la hauteur de la chute.
Ca, c'est de la mécanique et je comprends parfaitement sa signification.
La force est ce que l'on nomme le travail et dépend, non pas du chemin parcouru, mais bien de la hauteur ou dénivellation.

Juste une question : qu'elle est le rapport avec les électrons ?

Il n'y a aucune action de la gravité sur les électrons.
Il n'y a aucune hauteur dont on pourrait dire que c'est une dénivellation.
Il faut considérer l'électron comme une onde qui se propage et non la particule qui fait du surplace.
Pour moi, le mouvement des électrons ressemble à ceci :



Et cela se nomme le pendule de newton :
--> https://fr.wikipedia.org/wiki/Pendule_de_Newton

J'arrête là car ce n'est pas mon domaine d'expertise.
D'après vos réponses, je pense qu'il n'est pas important de savoir en électronique, ce que représente réellement une différence de potentiel.
L'important est de la mesurer et de s'en servir comme variable d'un circuit.

Je reviens sur le schéma de M. Vincent Petit :



Nous avons trois composants qui sont le générateur de tension, la led et la résistance.
Dois-je comprendre que dans n'importe quel circuit, chaque composant doit être caractérisé par sa tension, son courant et sa résistance ?

Par les mesures de la tension, nous avons :
--> générateur : Vg = 3.30V.
--> led : Vl = 1.20V.
--> résistance : Vr = 2.10V.

Dans ce genre de montage à générateur de tension fixe, le courant (l'intensité) est constant à n'importe quel endroit du circuit.
Par la loi d'ohm, je peux calculer ce qui me manque comme caractéristique dans ce montage.

La résistance est de 180 ohms, ce qui donne :
--> 2.10V = 180 ohms * i.
--> i = 11mA.

Avec ce courant (i=11mA) et la tension (1.20V) je peux calculer la résistance de la led.
(je ne sais pas trop si cela a un sens).
--> 1.20V = R * 0.011.
--> R = 109 ohms.

Dois-je comprendre que la résistance de la led est variable, et dépend du courant à ses bornes, puisque la tension (Vf) est fixe ?



Précedemment, j'ai dit que je voyais deux circuits dans le schéma 3.
Il y a celui qui passe par la résistance de 1K ohms, la résistance de 2K ohms et la pile du dessus.
Mais il y a aussi celui qui passe par les deux piles (3V), la résistance de 1K ohms, la résistance de 2K ohms et le voltmètre.

Comme le voltage change en passant de 1.5V à 3V, la mesure indique 2.5V.
La seconde pile n'intervient pas dans le circuit, le courant reste le même et est de 0.5mA.
La résistance (2k) ne bouge pas. Donc : 3 - u2 = 2K * 0.5mA.
Or je trouve U2 = 2V. Pourquoi trouve-t-on 2.5V ?

Tout ce passe comme si la pile supplémentaire ne modifie que le voltage et laisse le circuit en l'état.

@+

[Delias]

Bonjour

Loi des nœuds : dans le deuxième circuit, le nœud au moins de la pile inférieure n'a qu'un fil, donc pas de courant donc pas d'interaction sur le circuit du haut.
Dans le 3ème circuit, le voltmètre étant un circuit ouvert c'est pareil. (Pas exactement il y a un courant minime mais trop faible pour modifier le reste du circuit)

Dans le 3ème circuit tu as 3 mailles:
- Pile du haut, R1k, R2k.
- Les deux piles, R1k, voltmètre.
- Pile du bas, R2k, voltmètre.

Tu effectues le calcul de la 2ème mailles
U_voltmètre = 2 x U_Pile - U_R1k.
Et ton erreur est là, c'est la tension de la résistance de 1k qu'il faut déduire des 3V.
Ou alors c'est la pile du bas (1.5V) à laquelle on ajout la tension de la résistance 2k. (1.5 + 1 V)

Dans les deux cas on a bien 2.5V en résultat (et bien heureusement).

On remarque également que les 3 équations de maille sont sur-déterminées et que seul deux sont nécessaires pour résoudre le système d'équations.

Bon dimanche

Delias

[Artemus24]

Salut delias.

Dans le 3ème circuit, le voltmètre étant un circuit ouvert c'est pareil.

Qu'est-ce que tu appelles un circuit ouvert ?

Quand j'ai posé la question "Q-3) le fonctionnement d'un voltmètre", personne ne m'a répondu.
Dois-je considérer que le voltmètre est un composant comme un autre qui vient s'insérer dans le circuit ou pas ?

Le voltmètre est monté en parallèle de la résistance 2k dans le schéma 1.
Le voltmètre ayant une résistance infinie, c'est comme s'il n'y avait pas de résistance.
Du coup, résistance de 2k et voltmètre ont une résistance de 2k.
Je vois cela comme si le voltmètre n'existait pas ou autrement dit, n'a aucune influence.

Dans ce cas, je n'ai aucune difficulté pour calculer la tension aux bornes de la résistance 2k du schéma 1.

Mais dans le schéma 3, le voltmètre est à cheval entre la résistance 2k et la pile du bas.
Dois-je considérer que le voltmètre fait une dérivation, et déduire que la résistance 2k n'existe plus ?
Le voltmètre n'est plus en parallèle de la résistance 2k, mais est monté en série et ça, ça me perturbe !

Et ton erreur est là, c'est la tension de la résistance de 1k qu'il faut déduire des 3V.

A mon niveau de compréhension, il y a des choses qui ne vont pas.

a) pourquoi l'intensité de la résistance 1k ne change pas entre le schéma 1 et le schéma 3 ?

b) n'est-ce pas anormal de monter un voltmètre en série ?

c) pourquoi la pile du bas vient modifier la tension du voltmètre alors qu'elle ne joue aucun rôle dans le circuit ?

Pour le calcul, je dois trouver les équations régissant la loi des nœuds et des mailles.
La première équation se déduit du schéma 1. Pas de problème :

- Pile du haut, R1k, R2k.

--> 1.5V = 3k * i
--> i = 0.5mA.

La deuxième équation court-circuite la résistance 2k. Pourquoi ?

- Les deux piles, R1k, voltmètre.

--> 3V = 1k * i + U_voltmètre
je reprends le i calculé à la première équation.
--> 3V = 0.5 + U_voltmètre
--> U_voltmètre = 2.5V.

La troisième équation me semble fausse.

- Pile du bas, R2k, voltmètre.

Si je considère le sens conventionnel du courant, allant du plus vers le moins, ta maille est à contre-sens.
Cela ne pose-t-il pas un problème ?

Pour retrouver le bon calcul, je dois considérer que l'intensité est dans le mauvais sens, et du coup, il est négatif.
Il me faut une explication car je ne comprends pas trop pourquoi.

--> 1.5V = 2k * (-i) + U_voltmètre
je reprends le i calculé à la première équation.
--> 1.5V = -1 + U_voltmètre
--> U_voltmètre = 2.5V.

Je vais quand même poser la question suivante :

Q-4) la loi des nœuds et des mailles.

Je pense que c'est trop tôt car je n'ai pas tout compris du fonctionnement de ce voltmètre et encore moins de la différence de potentiel.

S'il te plait, ne me répond pas "c'est ok", mais plutôt pourquoi est-ce correcte ?
Par exemple, le sens inversé du courant dans ta troisième équation.
Ou encore le rôle joué par le voltmètre dans le circuit.

@+

[ChPr]

... Quand j'ai posé la question "Q-3) le fonctionnement d'un voltmètre", personne ne m'a répondu. ...

En es-tu sûr ?

Cordialement.

Pierre.

[Delias]

Bonsoir

La tension "absolue" c'est le champs électrostatique. Le champs électrostatique c'est la représentation des forces que les particules chargées (électrons et protons) subissent du fait de la présence de leur congénères. Similairement le champs gravitationnel est la représentation de la force que les masses subissent en raison des autres.
Ce champs vaut zéro à l'équilibre entre charge positive et négative. Mais il est très difficile de mesurer le champs en absolu (et inutile) donc on mesure la différence entre deux points ce qui donne la tension.

Un voltmètre idéal c'est comme s'il n'y avait rien (résistance de valeur infinie). Un voltmètre réel c'est une résistance entre 100kohm et 100Mohm selon son prix, le calibre (càd la gamme de mesure) et le type (un digital a une valeur bien plus grande)

Pour le calcul du circuit.

En rouge c'est la tension de chaque composant, déterminé par le calcul du 1er circuit (puisque la 2ème pile ne modifie pas le premier.
En fixant la référence au point de tension le plus fiable (0V en bleu) on suit les fils et on ajoute ou on soustrait la tension de chaque composant pour arrivé la tension du point en question par rapport à la masse. Le voltmètre appliqué au circuit mesure la différence entre le point où on met la touche rouge par rapport au point où on met la touche noir. Ici c'est 2.5V - 0V => 2.5V.

Bonne semaine

Delias

[Artemus24]

Salut à tous.

En es-tu sûr ?

Je n'ai pas voulu t'offenser mais tes propos sont trop théorique pour moi. J'aurai voulu des explications plus simples.
A commencer par expliquer la différence de potentiel (la tension) en utilisant le courant (l'intensité) ??? Et bien là, je ne comprends pas.
C'est ce que j'ai dit précédemment, ce sont deux mesures d'un même phénomène.
Mais s'ils sont en corrélation pourquoi utilise l'un pour calculer l'autre ?
Ce qui revient à dire que l'on n'a pas besoin des deux mesures, une seule mesure suffit.

Si l'on sait calculer la résistance du circuit alors connaissant l'intensité, on connait automatiquement la tension.
On est l'erreur dans mon raisonnement ?

@ Delias : je comprends l'aspect chiffré du schéma 3.

Un voltmètre idéal c'est comme s'il n'y avait rien (résistance de valeur infinie).

S'il n'y a rien, il ne doit pas modifier une quelconque valeur de la tension dans le schéma 3.
Comme les valeurs changent, il n'y a pas rien. Il influence le résultat.

Je veux dire que je ne comprends pas le fait que la tension aux bornes de la résistance 1k ohms ne change pas si l'on applique du 1.5V ou du 3V dans le circuit.
Le fait de fermer le circuit par l'intermédiaire du voltmètre, modifie aussi la tension total qui passe de 1.5V à 3V.

Je sais, mes questions semblent idiotes mais c'est ce fonctionnement que je ne comprends pas.
Si la résistance est infinie alors aucun courant ne doit circuler et de ce fait aucune tension ne peut être mesurée.

Cordialement.
@+

[Delias]

Bonjour Artemus

Je veux dire que je ne comprends pas le fait que la tension aux bornes de la résistance 1k ohms ne change pas si l'on applique du 1.5V ou du 3V dans le circuit.
Le fait de fermer le circuit par l'intermédiaire du voltmètre, modifie aussi la tension total qui passe de 1.5V à 3V.

Le problème de ta compréhension : le circuits des deux résistances est alimenté que par une seule pile et donc il n'y a que 1.5V aux bornes du circuit des deux résistances. Le courant qui suit les flèches rouges (celles d'origine pas les miennes) ne passe que dans une pile. La deuxième pile ne fait rien vu que son circuit n'est pas fermé (il ne boucle pas). Si maintenant on considère le point bas du schéma comme étant la masse, la pile décale tout le montage c'est ce qui est appelé du mode commun.

Le voltmètre c'est une observation qui ne modifie pas le circuit, le courant qui passe dedans (dans le cas d'un voltmètre réel) est trop faible pour modifier le comportement du circuit. Avec un voltmètre numérique bas de gamme à 1Mohm d’impédance d'entrée, la tension 2.5V ne sera modifiée que de 16.7mV, soit 1/10^ème de l'incertitude due à la tolérance des résistances et de la pile...

S'il n'y a rien, il ne doit pas modifier une quelconque valeur de la tension dans le schéma 3.
Comme les valeurs changent, il n'y a pas rien. Il influence le résultat.

Euh non, tu as une mesure différente car tu fais une mesure différente. Mais la tension aux bornes de la résistance de 2k est la même dans les trois schémas. Surtout en simulation comme ici car c'est bien une résistance infinie qui est considérée par les logiciels pour un voltmètre.

Bonne suite

Delias

[Vincent PETIT]

Salut,

Je veux dire que je ne comprends pas le fait que la tension aux bornes de la résistance 1k ohms ne change pas si l'on applique du 1.5V ou du 3V dans le circuit.
Le fait de fermer le circuit par l'intermédiaire du voltmètre, modifie aussi la tension total qui passe de 1.5V à 3V.

C'est justement là où je ne voulais pas qu'on aille. Je voulais juste te montrer au travers de ce schéma ce qu'était une différence de potentiels (V+_{fil rouge} - V-_{fil noir}) et insister sur l'importance de la référence de la mesure (V-_{fil noir} qu'on peut qualifier de référence). Sur le schéma ci dessous, tous les Voltmètre font des mesures de différences de potentiels mais celui qui mesure la résistance n'est pas référencé au "moins" de la pile. Lorsqu'on analyse un schéma c'est très important de savoir de quelle tension ou courant on parle. Avec la loi d'Ohm on parle de la tension aux bornes de la résistances, pas nécessairement entre le haut de la résistance et le 0V (moins de la pile)

Je sais, mes questions semblent idiotes mais c'est ce fonctionnement que je ne comprends pas.
Si la résistance est infinie alors aucun courant ne doit circuler et de ce fait aucune tension ne peut être mesurée.

Non tes questions ne sont pas idiotes, loin de là mais on grille les étapes et pas qu'un peu. Pour moi on est sur le point de vouloir comprendre la notion mathématique d'intégrale sans avoir compris la notion d'aire. Il y a très peu de chance qu'on comprenne comment on décode un intégrale simple, double, triple, fermé, ni comment ça fonctionne et ni a quoi correspond le terme d_x par exemple, qu'on écrit à la fin de l'équation. Alors que quand tu as compris ce qu'était une "Aire" en math, l'intégrale se décode facilement. Je crois qu'on part en plein dans cette direction, mieux vaut admettre pour l'instant qu'un voltmètre n'influence pas le montage et que la mesure change simplement parce qu'on a changé sa référence.

---

Sinon dans la vraie vie oui ça fonctionne comme ça (les petites flèches rouges représentent le courant fixé par la résistance, et les flèches bleues par celui-ci causé par la résistance interne "énorme" du Voltmètre, tellement énorme qu'elle n'influence le montage que dans des proportions infimes, "nano Volt" peut être)



ps : je ne voulais pas aller jusque là mais dans le schéma tu peux voir deux mailles (ou boucle) celle avec les petites flèches rouges vers la gauche, et celle avec les petites flèches bleues à droite au travers du voltmètre. La loi des noeuds, elle, dit que les flèches bleues sont un "prélèvement infime" du courant des petites flèches rouges.

[Artemus24]

Salut Delias

Bonne suite

Facile à dire, mais ce n'est pas du tout évident pour moi.
A l'époque (en classe de première), je ne comprenais déjà pas le fonctionnement du voltmètre, et encore moins la différence de potentiel.
Et c'est toujours le cas !

C'est difficile d'appliquer des règles quand on ne les comprends pas.

le circuits des deux résistances est alimenté que par une seule pile et donc il n'y a que 1.5V aux bornes du circuit des deux résistances.

Pour le schéma 1, je n'ai aucun problème de compréhension.

Le courant qui suit les flèches rouges (celles d'origine pas les miennes) ne passe que dans une pile. La deuxième pile ne fait rien vu que son circuit n'est pas fermé (il ne boucle pas).

Ca, c'est le schéma 2 et là aussi je comprends.

Si maintenant on considère le point bas du schéma comme étant la masse, ...

C'est-à-dire le pôle négatif de la pile du bas. Autrement dit comme dans ton schéma chiffré, ce point bas vaut 0V.

... la pile décale tout le montage c'est ce qui est appelé du mode commun.

Pour moi, le fait d'avoir une second pile dans le circuit, à partir du moment où ce circuit est fermé par le voltmètre, la tension qui circule dans ce circuit est du 3V.
D'ailleurs, c'est ce que tu indiques en haut à gauche de ton schéma chiffré, du 3V. Est-ce que je me trompe ?

Si tu l'indiques, c'est qu'il y a du 3V qui circule dans le circuit, et donc le voltmètre ferme le circuit.
Qu'est-ce qui est faux dans mon raisonnement ?

Le voltmètre c'est une observation qui ne modifie pas le circuit, ...

Pour moi, il fait partie du circuit, donc il ne peut pas être neutre.

... le courant qui passe dedans (dans le cas d'un voltmètre réel) est trop faible pour modifier le comportement du circuit.

La encore, tu parles du courant, c'est-à-dire de l'intensité qui s'exprime en ampère.
Or le voltmètre mesure une tension en volt. Pourquoi faire référence au courant pour mesurer une tension ?
La je ne comprends pas.

Comme tu dis, le courant est trop faible pour modifier quoi que ce soit dans le circuit.
De ce fait, l'intensité qui circule dans le circuit reste alors à 0.5mA.
Mais cette intensité est calculé à partir d'une pile de 1.5V et aussi à partir de la résistance de 1k ohms.

C'est là que je ne comprends pas en quoi le fait d'ajouter une pile supplémentaire dans le circuit (schéma 2 et 3), qui ne modifie pas la tension et l'intensité du circuit d'origine (schéma 1) modifie ,au travers du voltmètre (schéma 3), la tension qui est mesurée.

Avec un voltmètre numérique bas de gamme à 1Mohm d’impédance d'entrée, la tension 2.5V ne sera modifiée que de 16.7mV, soit 1/10ème de l'incertitude due à la tolérance des résistances et de la pile...

Oui, bon, je veux bien mais ce n'est pas problème pour l'instant.

Mais la tension aux bornes de la résistance de 2k est la même dans les trois schémas.

Je vous crois sur parole car je n'ai aucun multimètre chez moi pour vérifier.
Ce n'est pas une question de croyance, mais bien de compréhension.

La pile du haut, qui produit un tension de 1.5V alimente les deux résistances.
La pile du bas n'a aucune influence sur le circuit.
Comment peut-on obtenir une modification de la tension, qui est mesuré par le voltmètre, si rien n'a changé dans le circuit ?

Pour moi, ce n'est pas possible car il y a bien quelque chose qui a changé dans le circuit, pas l'intensité !
Mais si la tension change, pourquoi l'intensité ne change pas ?

@+

[Artemus24]

Salut Vincent Petit.

Le courant, c'est l'intensité et s'exprime en ampère :
--> https://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_%C3%A9lectrique

La tension, c'est la différence de potentiel et s'exprime en volt :
--> https://fr.wikipedia.org/wiki/Tension_%C3%A9lectrique

Or en lisant ce wikipedia sur la tension, il est dit :

La notion de tension électrique est souvent confondue avec celle de la « différence de potentiel électrique » (DDP) entre deux points d'un circuit électrique. Les deux notions sont équivalentes en régime stationnaire (indépendant du temps). Néanmoins, dans un cas général, en régime variable (par exemple : les courants alternatifs), la circulation du champ électrique n'étant plus conservative en raison du phénomène d'induction électromagnétique, la tension et la différence de potentiel ne sont alors plus synonymes1,2. Dans ce cas général, la différence de potentiel perd sa signification physique et doit être remplacée par la notion de tension2.

Et c'est là que je comprends encore moins.

De quelle notion dois-je utiliser ? Celle de tension ou celle de différence de potentiel ? Et surtout pourquoi.

C'est justement là où je ne voulais pas qu'on aille.

Je tiens à préciser que je ne cherche pas à polémiquer, ni à vous mettre en défaut.
C'est bien un problème de compréhension de ma part qui perdure depuis la classe de première et dont je n'ai jamais eu de réponse à mes yeux.

Je voulais juste te montrer au travers de ce schéma ce qu'était une différence de potentiels (V+fil rouge - V-fil noir) et insister sur l'importance de la référence de la mesure (V-fil noir qu'on peut qualifier de référence).

Pour le coté pratique, c'est bon, j'ai compris. Je pense avoir compris l'importance de la référence de la mesure.

Je viens de prendre conscience en te lisant, que le générateur n'est pas un dipôle mais un tripôle (abus de langage de ma part, désolé). Pour moi, cela fait toute la différence.
C'est le nombre de noeuds qui sort du générateur qui me fait dire que c'st un tripôle.
La combinaison des piles produit un générateur à trois bornes dont le + (borne + de la pile du haut) est à +1.5V, le neutre (le lien entre les deux pile)) à 0V et le - (borne - de la pile du bas) à -1.5V.

Comme nous parlons de différence de potentiel, le fait de dire pôle + à 3V et pôle - à 0V ou de dire pôle + à 1.5V et pôle - à -1.5V sont équivalents :
--> (3V) - (0V) = 3V
--> (1.5V) - (-1.5V) = 3V
C'est une vision purement mathématique, mais ça m'arrange beaucoup.

Qu'est-ce qui me dérange dans tout ça ?

Si je considère un dipôle, avec pôle + à 1.5V et pôle - 0V tout va bien. C'est le cas du schéma 1.

Si je considère un dipôle, avec pôle + à 3V et pôle - à 0V, ça ne va pas.
Ou encore un dipôle, avec pôle + à 1.5V et pôle - à -1.5V, ça ne va pas non plus.
Pourquoi ? Parce que je n'arrive pas à expliquer pourquoi l'intensité reste à 0.5mA aux bornes de la résistance 1k.

Maintenant, si je considère un tripôle avec pôle + à 1.5V, pôle neutre à 0V et pôle - à -1.5V, ça me convient parfaitement.
C'est la représentation du générateur qui me pose problème depuis le début.

Vous avez sous-entendu (c'est comme ça que je l'ai compris) dans le schéma 3 que le générateur était un dipôle alors que c'est un tripôle.



Ce schéma est conforme à l'idée que je me fais de la mesure de la tension. Le voltmètre est branché en parallèle , c'est-à-dire aux bornes de ce que l'on désire mesurer. Et pour simplifier le tout, il y a un seul circuit.

... mieux vaut admettre pour l'instant qu'un voltmètre n'influence pas le montage et que la mesure change simplement parce qu'on a changé sa référence.

C'est mon incompréhension de la référence (le tripôle) qui me posait un problème dans le schéma 3.
Nous avons bien un tripôle avec pôle + à 1.5V, pôle neutre à 0V et pôle - à -1.5V, et ça me convient parfaitement.

L'autre problème que je rencontre, est le fait de ne pas mettre le voltmètre en parallèle du composant dont on désire mesurer la tension à ses bornes.



Dans ce schéma, je retrouve bien mon tripôle.

ps : je ne voulais pas aller jusque là mais dans le schéma tu peux voir deux mailles (ou boucle) celle avec les petites flèches rouges vers la gauche, et celle avec les petites flèches bleues à droite au travers du voltmètre.

Au contraire, je comprends mieux le sens du courant, et la notion des deux circuits, qui vous appelez mailles.

Le nœud est donc une bifurcation. Et la loi des nœuds stipule que tout ce qui est entrant est égale à tout ce qui est sortant. Jusque là, je pense avoir tout bon.

La maille est ce que je nomme un circuit et celui-ci est nécessairement fermé.
On se sert des résultats d'un calcul d'une maille afin d'appliquer ce résultat aux autres mailles.
Par exemple, le schéma 1 a donné I = 0.5mA. On utilise ce résultat dans le schéma 3 pour trouver les tensions.

C'est bien plus clair si je considère que j'ai un tripôle.

Par la pratique, je comprends bien comment faire une mesure par le voltmètre, si celui-ci est placé en parallèle aux bornes d'un composant.
Or dans le schéma 3, il forme un circuit entre la résistance 2K, la pile du bas et le voltmètre.
Pour moi, le voltmètre est monté en série. D'où mon incompréhension.

@+

[Vincent PETIT]

Salut,
Quand tu fais des études d'électronique tu démarres dans un ordre bien précis sinon tu ne t'en sorts pas. Il faut aussi savoir admettre certaine chose pour les comprendre plus tard.
Je propose de remettre l'église au milieu du village mais surtout pour montrer qu'avec des notions simples on peut avancer tout doucement vers les choses plus complexes, qui deviendront normalement plus clairs.

Or en lisant ce wikipedia [...] Et c'est là que je comprends encore moins.

Il faut d'abord comprendre le régime stationnaire (le continue) avant l'alternatif sinon on va ajouter de la complexité. C'est une étape pour plus tard.

De quelle notion dois-je utiliser ? Celle de tension ou celle de différence de potentiel ? Et surtout pourquoi.

Retiens juste le principal, ce n'est pas bloquant tu vas le voir dans mes schémas. La notion de différence de potentiel insiste sur une chose primordiale ; une tension n'est pas forcément entre un point du circuit et le 0V, la preuve avec la tension aux bornes de la résistance.

Qu'est-ce qui me dérange dans tout ça ?

Peut être qu'il est temps d'en ajouter un peu plus dans la boîte à outils (association des résistances, maille, noeud en plus de la loi d'Ohm) et j'espère que ça va éclairer un peu cette notion de dipôle et cette fichue pile 1.5V qui n'influence pas le montage mais qui influence le voltmètre

Voici un schéma avec une pile 1.5V et des résistances. La loi des noeuds (qui fait partie des lois de Kirchhoff) dit que le courant va du + vers le - et que lorsqu'il y a un noeud, ce qui entre dedans est égale à ce qui ressort. Je pense que tu as bien compris comment s'écoule les courants ici.



Simplifions le montage en associant autant de résistance que possible, je commence par les deux résistances de 1kΩ et 2kΩ en parallèles. R_equivalent = 1 / (1 / 1kΩ + 1 / 2kΩ) = 666Ω. On s'épargnera les chiffres après la virgule. Voir ci dessous



Maintenant je vois que la résistance 180Ω est en série avec la 666Ω donc je les ajoute = 846Ω. Voir ci dessous



Je vois que la 200Ω et la 620Ω sur la gauche sont en série donc je les ajoute ; 200Ω + 620Ω = 820Ω. Et là STOP ! Voici ce que sont les mailles (qui fait partie des lois de Kirchhoff). Cette loi dit que la tension aux bornes du générateur - la tension aux bornes du ou des dipôles en parallèle est égale à 0. Voir ci dessous. Si je le dis autrement, on retrouve 1.5V aux bornes de la 820Ω, bon ici c'est évident mais ça implique dans le schéma juste au dessus que la somme des tensions aux bornes des 200Ω et la 620Ω vaut 1.5V.



Je te fais participer ; Si tu dégaines la loi d'Ohm quel est le courant qui passe dans la résistance équivalente de 820Ω et quel est le courant dans la résistance équivalente de 846Ω ?


Normalement si ma démarche, qui n'est pas fini, fonctionne tu vas comprendre pourquoi du comment cette pile qui te gêne dans un schéma plus haut.

[Artemus24]

Salut M. Vincent Petit.

Quand tu fais des études d'électronique tu démarres dans un ordre bien précis sinon tu ne t'en sors pas.

Je n'ai jamais fait de physique ou de chimie dans mes études supérieures, que de l'ingénierie en informatique.

Je propose de remettre l'église au milieu du village mais surtout pour montrer qu'avec des notions simples on peut avancer tout doucement vers les choses plus complexes, qui deviendront normalement plus clairs.

Ta démonstration ma permis de comprendre que l'on peut simplifier un circuit en faisant des associations de résistances.

La loi des nœuds (qui fait partie des lois de Kirchhoff) dit que le courant va du + vers le - et que lorsqu'il y a un nœud, ce qui entre dedans est égale à ce qui ressort.

Je me suis remémoré les lois de Kirchhoff en relisant ce chapitre dans mon livre de physique de première.
J'ai surtout retenu qu'il y a conservation entre ce qui entre et ce qui sort.

Je connaissais la règle de l'addition de deux résistances, soit en parallèle ou soit en série.

Si tu dégaines la loi d'Ohm quel est le courant qui passe dans la résistance équivalente de 820 ohms et quel est le courant dans la résistance équivalente de 846 ohms ?

Je sais que les deux résistances sont montées en parallèles. Aux bornes de chacunes d'elles, il y 1.5V.

--> 1.5 = R₁ * I₁.
--> 1.5 = 820 * I₁.
--> I₁ = 1.82mA.

--> 1.5 = R₂ * I₂.
--> 1.5 = 846 * I₂.
--> I₂ = 1.77mA.

@+

[Vincent PETIT]

--> 1.5 = R₁ * I₁.
--> 1.5 = 820 * I₁.
--> I₁ = 1.82mA.

--> 1.5 = R₂ * I₂.
--> 1.5 = 846 * I₂.
--> I₂ = 1.77mA.

Et maintenant tu as trouvé toutes les tensions et tous les courants de ce montage par déduction des lois de Kirchhoff.

Regardons la loi des noeuds dit que tout ce qui rentre dans un noeud est égale à tout ce qui en ressort, comme tu as trouvé les courants dans les deux branches, je sais que ce qui sort de la pile est la somme des deux courants que tu as trouvé :



Et maintenant qu'on connait les courants, on peut calculer les tensions aux bornes des résistances grâce à la loi d'Ohm : U = R * I



N'hésitons pas à redessiner le schéma pour qu'il soit plus clair. Ici c'est la résistance de 180Ω qui gêne la compréhension. Tu ne vas peut être pas me croire mais une des clés pour analyser un schéma c'est de savoir le redessiner.



Et là sans trop d'effort je sais déjà à l'avance via la loi des mailles que la tension "?" + les 0.32V aux bornes de la 180Ω doit valoir 1.5V. Donc la tension aux bornes des résistances 1kΩ et 2kΩ en parallèles vaut 1.18V



Enfin ! Comme je connais la tension aux bornes des résistances 1kΩ et 2kΩ, je peux calculer les courants dans les branches grâce à la loi d'Ohm : I = U/R



On connait tout ! Accessoirement on peut même maintenant calculer si on le voulait la puissance dissipée par chaque résistance U * I pour s'assurer qu'aucune d'elle ne va partir en fumée.

Est ce que tout t'apparaît clair ? Si oui on va en revenir au schéma avec cette foutue pile et à quelques considérations (dipôle générateur et dipôle récepteur) qui m'apparaissent important de comprendre car tout le monde utilise ces termes.

ps : tu me pardonneras tous les erreurs d'arrondis mais je t'invite à prendre en compte tous les chiffres après la virgules avec une calculette pour que tu vois qu'on retombe exactement sur les bons résultats.

A+