Quelles sont les conditions optimales d'utilisation d'un dipôle ? Quelles précautions prendre pour ne pas risquer une détérioration ?
Réponse : des indications sont fournies par le constructeur, tension nominale, intensité nominale, ces valeurs permettent un choix approprié de l'alimentation pour une utilisation convenable et sans risque.
I. Choix du bon générateur
1. Utilisation des indications du constructeur
• Sur les culots des ampoules, on lit des indications :
Ampoule
Intensité nominale
Tension nominale
L1
200 mA
3,5 V
L2
300 mA
3,5 V
L3
100 mA
6 V
L4
1 A
6 V

• Adapter un dipôle consiste à choisir un générateur qui délivre une tension entre ses bornes la plus proche possible de la tension nominale indiquée sur le dipôle.
• L'intensité qui circulera dans le dipôle sera alors proche de l'intensité nominale indiquée et le dipôle fonctionnera de manière optimale.
Adaptation d'un dipôle - illustration 1
• Dans tous les cas les ampoules brillent normalement.
2. Qu'arrive-t-il si le dipôle est mal adapté ?
• On réalise l'association générateur 3,5 V, ampoule L3 d'une part et d'autre part l'association générateur 6 V, ampoule L1 :
Adaptation d'un dipôle - illustration 2
II. Que se passe-t-il lorsqu'on associe plusieurs ampoules ?
1. En série
• Deux ampoules identiques L3 sont en série dans un circuit alimenté par un générateur qui délivre une tension de 6 V.
• Aux bornes de chaque ampoule, la tension est de 3 V, l'ampèremètre indique une valeur de l'intensité égale à 68 mA.
• Les ampoules brillent faiblement, elles sont en sous-tension. U et I sont < aux valeurs nominales.
2. En parallèle
• Les deux ampoules L3 sont identiques, les tensions sont égales à la tension délivrée par le générateur 6 V. Chaque ampoule fonctionne dans les conditions nominales, U = 6 V, I = 100 mA, mais attention dans la branche principale, le courant a une intensité de 200 mA.
Adaptation d'un dipôle - illustration 3
III. Les autres appareils électriques
• Couramment, on utilise divers appareils : lave-linge, plaque électrique, radiateur…
Tous ces appareils, qu'ils possèdent un moteur ou simplement une résistance, doivent être utilisés convenablement.
Les constructeurs indiquent la tension d'utilisation qui est généralement 220 V. La tension aux bornes des prises de courant d'une installation est toujours proche de cette valeur, c'est la tension du secteur.
• Avant toute utilisation d'un appareil électrique, il faut bien regarder les indications du fabricant et en tenir compte pour choisir l'alimentation convenable.
Exercice n°1
Dans un circuit en série, comment se répartit la tension aux bornes du générateur ?
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
Les valeurs nominales indiquées par un constructeur sur un dipôle sont les valeurs de l'intensité et de la tension pour lesquelles le dipôle fonctionne normalement.
Une lampe marquée 6 V est en sous-tension si elle est branchée aux bornes d'une pile qui délivre une tension inférieure à 6 V.
Une lampe marquée 0,1 A traversée par un courant de 0,08 A brille intensément.
Le fonctionnement convenable d'un dipôle électrique dépend de la tension entre ses bornes et de l'intensité qui le traverse. Ce sont les valeurs nominales.
Un dipôle est en sous-tension si la tension entre ses bornes est inférieure à la valeur nominale. Si l'intensité qui traverse une ampoule est inférieure à la valeur nominale, elle éclairera plus faiblement.
Exercice n°2
On branche aux bornes d'un générateur qui délivre une tension de 6 V, deux ampoules identiques (6 V, 0.1 A) en série.
Cochez la bonne réponse.
Les ampoules sont utilisées dans les conditions nominales.
Les ampoules brillent normalement.
La tension mesurée aux bornes de chaque lampe est 3 V.
La tension est répartie entre les dipôles en série. Les ampoules étant identiques et la tension aux bornes de chacune de 3 V (inférieure à la tension nominale), les ampoules brillent plus faiblement.
Exercice n°3
On branche aux bornes d'un générateur qui délivre une tension de 6 V, trois ampoules identiques (6 V, 0,1 A) en parallèle.
Cochez la (ou les) bonne(s) réponse(s).
Les ampoules sont utilisées dans les conditions nominales.
L'intensité du courant qui traverse le générateur est la même que celle du courant qui traverse chaque ampoule.
Les ampoules brillent normalement.
• La tension est la même aux bornes du générateur et de chaque ampoule pour un branchement en parallèle. Les ampoules brillent normalement (conditions nominales).
• L'intensité du courant qui traverse le générateur est égale à la somme des intensités des courants qui traversent les lampes (loi des nœuds).
Exercice n°4
Quelle est la tension d'utilisation des appareils que l'on branche sur les prises du secteur ?
Cochez la bonne réponse.
Elle dépend de l'appareil.
220 V
50 V
Les appareils ménagers fonctionnent sous une tension de 220 V délivrée par le secteur. Cette tension est la même aux bornes de chaque prise de l'installation.