🔌 Lois des nœuds et des tensions
1ère Année Collège (1AC)
📌 Introduction
Dans un circuit électrique, l’électricité suit des règles bien précises.
Deux lois importantes permettent de comprendre comment le courant et la tension se comportent :
- La loi des nœuds : pour le courant électrique
- La loi d’additivité des tensions : pour la tension (volt)
Ces lois expliquent ce qui se passe dans les circuits en **série** et en **parallèle**.
Objectif : Comprendre la loi des nœuds et la loi d’additivité des tensions, et savoir les appliquer dans des circuits simples.
🔁 Loi des nœuds (courant)
Un **nœud** est un point où plusieurs fils se rejoignent.
La **loi des nœuds** dit que :
➡️ Le courant qui entre dans un nœud = courant qui en sort
Exemple : si 3 ampères entrent dans un nœud, et qu’il y a deux branches de sortie, alors la somme des courants sortants fait aussi 3 A.
Cette loi s’applique surtout dans les **montages en parallèle**.
Iin = I1 + I2 → 2A = 1A + 1A
📊 Loi d’additivité des tensions
Dans un **montage en série**, les tensions se partagent.
La **loi d’additivité des tensions** dit que :
➡️ La tension totale = somme des tensions aux bornes de chaque composant
Exemple : si une pile fournit 4,5 V, et qu’il y a deux lampes en série, alors :
Upile = Ulampe1 + Ulampe2
Si Ulampe1 = 2V et Ulampe2 = 2,5V, alors Upile = 4,5V.
Up = U₁ + U₂
📋 Résumé des lois
| Loi | Où s’applique-t-elle ? | Énoncé |
|---|---|---|
| Loi des nœuds | Montage en parallèle | Ientrant = Isortant |
| Additivité des tensions | Montage en série | Utotal = U₁ + U₂ + … |
💡 Applications
Ces lois sont utiles pour :
- Comprendre pourquoi les lampes brillent moins en série.
- Savoir pourquoi une panne dans un montage en série coupe tout.
- Calculer la tension ou le courant manquant dans un circuit.
- Concevoir des circuits électriques plus complexes.
Elles sont fondamentales en électricité !
✏️ Exercice 1 : Vocabulaire
1. Un point où plusieurs fils se rejoignent s’appelle un →
2. La loi qui concerne le courant aux nœuds s’appelle la loi des →
3. La loi qui dit que la tension totale est la somme des tensions s’appelle la loi d’→
4. Dans un montage en série, les tensions →
5. Dans un montage en parallèle, le courant → aux nœuds
• Jonction = nœud.
• Courant = loi des nœuds.
• Somme des tensions = additivité.
• Série = tensions s’additionnent.
• Parallèle = courant se divise.
✏️ Exercice 2 : Loi des nœuds
1. Si 5 A entrent dans un nœud, et que 2 A sortent par une branche, combien sortent par l’autre ? →
2. Dans un nœud, Iin = 3 A, I1 = 1 A, alors I2 = →
3. Si deux courants de 2 A et 3 A arrivent à un nœud, le courant total entrant est →
4. La loi des nœuds s’applique surtout en →
5. En parallèle, le courant total est égal à la → des courants partiels
• Ce qui entre = ce qui sort.
• 5A = 2A + ? → 3A.
• 3A = 1A + I₂ → I₂ = 2A.
• Entrée = somme.
• Parallèle = division du courant.
✏️ Exercice 3 : Additivité des tensions
1. Dans un circuit en série, Upile = 6 V, U1 = 2 V, alors U2 = →
2. Si U1 = 3 V et U2 = 4 V en série, Upile = →
3. La tension aux bornes de la pile est égale à la → des tensions
4. En série, si on ajoute une lampe, la tension sur chacune →
5. Cette loi s’applique en →
• U_pile = U₁ + U₂ → 6 = 2 + U₂ → U₂ = 4V.
• 3 + 4 = 7V.
• Somme des tensions.
• Plus de lampes = tension partagée.
• Série = tensions s’ajoutent.
✏️ Exercice 4 : Vrai ou Faux
1. En parallèle, la tension est la même partout →
2. En série, le courant est le même partout →
3. La loi des nœuds s’applique en série →
4. En parallèle, le courant se divise →
5. En série, les tensions s’ajoutent →
1. Vrai : même tension.
2. Vrai : un seul chemin.
3. Faux : pas de nœuds en série.
4. Vrai : division aux nœuds.
5. Vrai : additivité.
✏️ Exercice 5 : Problèmes
1. Dans un circuit en série, Upile = 9 V, U1 = 3 V, U2 = 4 V, quelle est U3 ? →
2. En parallèle, Itotal = 6 A, I1 = 2 A, que vaut I2 ? →
3. Pourquoi les lampes en série brillent-elles moins ? Car la tension →
4. Quelle loi explique que le courant se divise en parallèle ? →
5. Quelle loi explique que les tensions s’additionnent en série ? →
1. 9 = 3 + 4 + U₃ → U₃ = 2V.
2. 6 = 2 + I₂ → I₂ = 4A.
3. Partage = moins de tension.
4. Nœuds = conservation du courant.
5. Tensions s’additionnent.
✏️ Exercice 6 : Calculs
1. Upile = 12 V, U1 = 5 V, U2 = 3 V, U3 = ? →
2. Iin = 10 A, I1 = 4 A, I2 = ? →
3. U1 = 6 V, U2 = 6 V, Upile = ? →
4. I1 = 3 A, I2 = 2 A, Itotal = ? →
5. Upile = 4,5 V, U1 = 1,5 V, U2 = ? →
1. 12 = 5 + 3 + U₃ → U₃ = 4V.
2. 10 = 4 + I₂ → I₂ = 6A.
3. 6 + 6 = 12V.
4. 3 + 2 = 5A.
5. 4,5 = 1,5 + U₂ → U₂ = 3V.
✏️ Exercice 7 : Vocabulaire avancé
1. La lettre U désigne la →
2. La lettre I désigne le →
3. L’unité de tension est le →
4. L’unité de courant est l’→
5. Un nœud est un point de → du courant
• U = tension.
• I = courant.
• Volt = V.
• Ampère = A.
• Séparation = division.
✏️ Exercice 8 : Associer
Associe chaque loi à son domaine :
1. Loi des nœuds →
2. Additivité des tensions →
3. Même courant partout →
4. Même tension partout →
5. Courant se divise →
1. Nœuds = parallèle.
2. Tensions s’ajoutent = série.
3. Un seul chemin = série.
4. Branches indépendantes = parallèle.
5. Division = parallèle.
✏️ Exercice 9 : Sécurité et applications
1. En série, si une lampe grille, les autres →
2. En parallèle, si une lampe grille, les autres →
3. La maison utilise le montage →
4. Pour mesurer la tension, on utilise un →
5. Pour mesurer le courant, on utilise un →
1. Série = circuit ouvert.
2. Parallèle = indépendance.
3. Maison = pratique = parallèle.
4. Tension = voltmètre.
5. Courant = ampèremètre.
✏️ Exercice 10 : Révision Générale
1. Loi des nœuds : Ientrant = I→
2. Additivité : Upile = U1 + U→
3. En série, le courant est → partout
4. En parallèle, la tension est → partout
5. Un nœud est un point de → du circuit
• Nœuds : entrée = sortie.
• Tensions : s’additionnent en série.
• Série : courant constant.
• Parallèle : tension constante.
• Nœud = jonction.
