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Fiche résumé — Grandeurs électriques et circuits

Chapitre 2 | Seconde Bac Pro | Physique-Chimie

R

Les 4 grandeurs fondamentales

  • Tension U — Volt (V) — Voltmètre en parallèle
  • Intensité I — Ampère (A) — Ampèremètre en série
  • Résistance R — Ohm (Ω) — Ohmmètre hors tension
  • Puissance P — Watt (W) — Calcul : \(P = U \times I\)

Composants d'un circuit

  • Générateur : fournit l'énergie (pile, prise secteur)
  • Conducteurs : transportent le courant (câbles)
  • Récepteurs : convertissent l'énergie (moteur, lampe)
  • Interrupteur : ouvre ou ferme le circuit
  • Le circuit doit être fermé pour que le courant circule

Circuit en série

\(I = I_1 = I_2 = \ldots\)
\(U = U_1 + U_2 + \ldots\)
\(R_{tot} = R_1 + R_2 + \ldots\)

Une seule boucle — si un composant tombe en panne, tout s'arrête.

Circuit en parallèle

\(U = U_1 = U_2 = \ldots\)
\(I = I_1 + I_2 + \ldots\)
\(\dfrac{1}{R_{eq}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} + \ldots\)

Plusieurs branches — panne d'un composant : les autres continuent.

Lois de Kirchhoff

  • Loi des nœuds : \(\sum I_{\text{entrant}} = \sum I_{\text{sortant}}\) (conservation du courant)
  • Loi des mailles : \(\sum U_k = 0\) dans toute maille fermée (la tension du générateur = somme des chutes de tension)
Piège 1 : Brancher un ampèremètre en parallèle provoque un court-circuit (destruction de l'appareil). L'ampèremètre se branche toujours en série.
Piège 2 : Confondre série et parallèle. En série, c'est l'intensité qui est identique partout ; en parallèle, c'est la tension qui est identique aux bornes de chaque branche.
Piège 3 : Oublier les conversions de multiples : 1 mA = 0,001 A, 1 kΩ = 1 000 Ω. Toujours convertir en unités SI avant de calculer.
Astuce : Moyen mnémotechnique — « Le Voltmètre se branche en Parallèle (V et P : les deux ont des jambages) ; l'Ampèremètre se branche en Série (A et S : les deux sont dans le fil). »
Astuce : En atelier, les prises sont en parallèle (chaque machine reçoit 230 V) — c'est pourquoi une machine en panne n'arrête pas les autres.

Résumé express — Méthode type

  1. Identifier le type de circuit (série ou parallèle)
  2. Repérer les grandeurs connues (U, I, R) et leurs unités
  3. Appliquer la loi adaptée : loi des mailles (série) ou loi des nœuds (parallèle)
  4. Calculer les grandeurs manquantes avec \(P = U \times I\) si nécessaire
  5. Vérifier la cohérence avec les propriétés du circuit