Circuits en série et en dérivation : exercices de 5e

Circuit A : un seul trajet fermé, aucune bifurcation. Les deux lampes sont à la suite : c'est un circuit en série.

Circuit B : le fil se sépare, donc il y a deux branches. Chaque lampe a son propre chemin : c'est un circuit en dérivation.

Circuit C : L1 est traversée par tout le courant avant la bifurcation, donc elle est en série avec l'ensemble des deux branches. L2 et le moteur sont chacun sur une branche : ils sont en dérivation l'un par rapport à l'autre. Le circuit contient les deux montages.

Le circuit est en série : le courant n'a qu'une seule boucle à parcourir.

Tout le courant passe donc par chaque dipôle, l'un après l'autre : la valeur mesurée ne change pas d'un endroit à l'autre de la boucle ⁵.

Entre L1 et L2, l'ampèremètre affiche donc toujours $0{,}25\ \text{A}$.

Le circuit est en série, donc l'intensité est la même partout ⁵ : le moteur est traversé par $120\ \text{mA}$.

Conversion : $120\ \text{mA} = \dfrac{120}{1000}\ \text{A}$.

Résultat : $0{,}12\ \text{A}$.

Montage S : il n'y a qu'une boucle. Si L1 coupe le fil, la boucle est ouverte, le courant ne circule plus nulle part : L2 s'éteint.

Montage D : L1 et L2 sont sur deux branches distinctes. La branche de L1 est coupée, mais la branche de L2 forme toujours une boucle fermée avec la pile : L2 continue de briller.

Une guirlande qui s'éteint entièrement quand une ampoule manque n'offre qu'un seul chemin au courant : c'est le signe d'un montage en série.

Pour éteindre seulement L2 : l'interrupteur se place sur la branche 2, en série avec L2. L'ouvrir coupe cette branche, la branche 1 reste fermée.

Pour éteindre les deux lampes : il se place sur la partie commune, par exemple entre la pile et la bifurcation, car tout le courant le traverse.

Fermé, un interrupteur équivaut à un fil de connexion ³ : le chemin est rétabli et les lampes brillent comme si l'interrupteur n'existait pas.

Les deux lampes doivent fonctionner indépendamment : on les met en dérivation, chacune sur sa branche.

L'interrupteur doit commander l'ensemble : on le place en série avec la pile, avant la bifurcation.

Trajet : borne + de la pile, interrupteur, bifurcation. Une branche traverse L1, l'autre L2. Les branches se rejoignent, puis le fil revient à la borne −.

Contrôle : si L2 est dévissée, la branche 2 est coupée, mais la branche 1 reste une boucle fermée : L1 reste allumée. Si l'interrupteur est ouvert, tout s'éteint.

Chaque appareil fonctionne indépendamment des autres : chacun a son propre chemin vers la source. Ils sont donc en dérivation.

En série, l'interrupteur ouvert d'une lampe couperait l'unique boucle : tous les autres appareils s'arrêteraient, y compris le réfrigérateur.

Avec un fil entre ses bornes, le courant choisit le trajet sans lampe : la lampe n'est plus parcourue par le courant et s'éteint.

Sans la lampe sur son chemin, le courant augmente ; si le fil relie directement les bornes de la source, il devient très fort et les fils chauffent dangereusement. Le fusible ou le disjoncteur coupe alors le circuit : c'est un dispositif de protection ³.