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loi de Kirchhoff (facile)

Posté par
ferenc
28-12-12 à 17:00

Bonjour, je suis un peu perdu (sur ce problème parait-il facile) d'où ma présence ici
En pièce jointe, voici mon circuit. On me dit que par la loi de Kirchhoff, I_1+I_3=I_2 et je ne vois absolument pas pourquoi. Déjà, je ne comprend pas la façon dont circule le courant, à priori, le courant va du + vers le - donc pourquoi I_2 arrive sur le + ? il devrait partir de C pour aller vers R_2 et non partir de R_2 pour aller vers C si ?
Bon, comme vous pouvez le voir, je suis un peu perdu donc je compte vraiment sur votre aide,
merci

loi de Kirchhoff (facile)

Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 28-12-12 à 17:02

D'ailleurs, I_3 devrait aussi partir de R_3 pour aller vers - de \epsilon_1 et \epsilon_2, non ?

Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 28-12-12 à 17:04

Juste pour vous donner une idée de ma conception de ce que devrait être logiquement ce circuit, ça vous aidera certainement à cerner mon incompréhension

merci,

loi de Kirchhoff (facile)

Posté par
J-P
re : loi de Kirchhoff (facile) 28-12-12 à 17:43

Enorme confusion de ta part.

Confusion faite par bon nombre de personne d'ailleurs.

Tu confonds le sens conventionnel du courant et le sens des courants choisis sur un schéma.

Dans un schéma, on choisit arbitrairement le sens des courants, c'est à dire qu'on met la flèche pour indiquer le sens positif des courant dans n'importe sens.
Mais une fois les sens des courants indiqués sur le chama, on ne peut plus les modifier.
On doit écrire les équations des mailles et des noeuds du circuit en fonction des sens de courants qu'on a indiqué sur le schéma (quel que soit ces sens choisis, je le répète arbitrairement).

Si lors des calculs, on trouve pour un instant donné, une valeur numérique positive pour un courant, cela signifie que, à cet instant, le courant "conventionnel" a le même sens que celui de la flèche sur le schéma.
Si lors des calculs, on trouve pour un instant donné, une valeur numérique négative pour un courant, cela signifie que, à cet instant, le courant "conventionnel" a le sens contraire que celui de la flèche sur le schéma.
-----

Il faut donc bien garder en mémoire que les sens chosis comme positifs des courants indiqués par des flèches sur le schéma ne correspondent pas forcément au sens conventionnel du passage du courant. Le sens des flèches est choisi arbitrairement.

Et pourquoi fait-on cela ? C'est en général la question qui suit.

Et bien pour plusieurs raisons : Pour les circuits un poil compliqués, on ne peut pas connaître, , avant calculs, à coup sûr le sens conventionnel de tous les courants. Et raison suppléméntaire et imparable celle-ci :
Dans une grande majorité de circuits, (même si ce n'est pas le cas ici), on a des courants oscillatoires, c'est à dire qu'ils changent de sens au cours du temps.
Il est donc impossible d'indiquer par une flèche le sens conventionnel du courant puisque celui-ci n'est pas le même à tout instant dans le circuit.
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Bref, les flèches sur les schémas indiquent le sens choisi comme positif du courant et le sens de cette flèche est choisi arbitrairement ... et ne correspond pas obligatoirement au sens conventionnel du courant ... pour les motifs évoqués ci-dessus.

Dans le cas de ton schéma, on a indiqué ARBITRAIREMENT, par des flèches, le sens choisi comme positif des courants, une fois cela fait, on ne peut plus les changer en cours de calculs. Et les choix fait ici permettent d'écrire la loi du noeud en B (ou en C, on trouve pareil) et cela donne : I1 + I2 - I3 = 0

Remarque, on aurait pu, par exemple choisir la flèche dans l'autre sens pour I3, et si on avait gardé les mêmes flèches pour I1 et I2 ... et bien c'était bon aussi, mais on n'aurait évidemment plus pu modifier ces sens en cours de calculs et dans un tel cas, l'équation des dits noeuds aurait donné : I1 + I2 + I3 = 0

Et évidement les calculs auraient aboutit dans les 2 cas mais avec des valeurs de signes contraires pour les I3 dans les 2 cas ... ce qui est évidemment normal.

En espérant ne pas t'avoir encore troublé d'avantage.



  

Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 28-12-12 à 17:57

Citation :
En espérant ne pas t'avoir encore troublé d'avantage.

Bien au contraire !!! merci infiniment, j'ai tout compris Par contre, quelques questions se posent:

1) Est-ce que l'intensité du courant dans le circuit est toujours le même ?, c'est à dire que les résistance ou n'importe quel autre dipôle modifiera la valeur de l'intensité ? Par exemple, dans mon circuit, est-ce que l'intensité qui vient de A sera toujours la même avant et après la résistance ?

2) Qu'en est-il des tensions, les flèches sont elles toujours opposés à l'intensité ou encore une fois, je fait au bol et qui vivera verra ? (car là non plus, je ne suis pas trop au point). Cependant, je dirais que non car parfois ma tension au borne d'une résistance est de RI  et parfois de -RI, mais je ne comprend pas trop pourquoi.

3) Dans mon circuit, le fait qu'il y ait deux f.e.m me perturbe quelque peut. Aurais-je pu mettre \epsilon_1 et \epsilon_2 en série où là ça ne fonction pas ?

Je t'en poserai d'autre plus tard

merci infiniment

Posté par
J-P
re : loi de Kirchhoff (facile) 29-12-12 à 19:50

1) Le courant qui entre dans un dipole est le même que le courant qui en sort.
-----
2) Normalement, on peut aussi mettre les "flèches" pour les tensions n'importe comment ...
Mais il faut prendre garde que la relation entre U et I dépend du sens des flèches choisis pour U et I

Si U aux bornes d'un dipole d'impédance Z est dans le même sens que le I qui passe dans le dipôle, on est en convention émetteur et la relation est U = -Z.I
Si U aux bornes d'un dipole d'impédance Z est dans le sens opposé au I qui passe dans le dipôle, on est en convention récepteur et la relation est U = Z.I

Généralement, pour les composants passifs, on choisit presque toujours la convention récepteur ... mais ce n'est pas obligatoire.
-----
3) €1 et €2 ne sont pas en série dans ton crcuit.

Les éléments en série dans un circuit sont forcément parcourus par un même courant.

Ici, On n'a pas I1 = I2 ... et donc €1 et €2 ne sont pas en série.
-----

Pour "résoudre" un circuit tel que le tient :

Il suffit décrire les équations des mailles et des noeuds. (attention aux signes)

€1 - R1.I1 + R3.I3 = 0
€2 + R2.I2 + R3.I3 = 0
I1 + I3 = I2

Système de 3 équations à 3 inconnues I1, I2 et I3

On peut donc exprimer chacun des courants en fonction de €1, €2, R1 , R2 et R3
-----
Sauf distraction.  

Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 30-12-12 à 10:54

encore merci J.P., la seule chose que j'ignore toujours, c'est pourquoi dans ton équation
\epsilon_1-R_1I_1+R_3I_3=0 et non pas \epsilon_1\red+\normalcolor R_1I_1+R_3I_3=0
merci,

Posté par
J-P
re : loi de Kirchhoff (facile) 30-12-12 à 11:29

Avec Moult détails :

1° On note U1, U2 et U3 munis de leur "flèche".
J'ai ici choisi la convention récepteur partout, c'est à dire que j'ai mis les flèches des tensions dans le sens opposé de ceux des courants.

loi de Kirchhoff (facile)

On a alors :

équation de la maille de gauche :
€1 - U1 + U3 = 0
mais on a aussi : U1 = R1.I1 ; U3 = R3.I3
--->
€1 - R1.I1 + R3.I3 = 0
---
Equation de la maille de droite :
€2 + U2 + U3 = 0
mais on a aussi : U2 = R2.I2 ; U3 = R3.I3
--->
€2 + R2I2 + R3.I3 = 0
--------------
2° Supposons que j'ai inversé le sens de la flèche de U3, soit ainsi :

loi de Kirchhoff (facile)

Cela ne changait pas l'équation de la maille de gauche, soit :
€1 - R1.I1 + R3.I3 = 0

Et pour la maille de droite :
€2 + U2 - U3 = 0
mais on a aussi : U2 = R2.I2 ; U3 = -R3.I3 (voir mon message précédent, ici la notation pour U3,I3 est en convention émetteur)
--->
€2 + R2I2 - (-R3.I3) = 0
€2 + R2I2 + R3.I3 = 0
----------------

On a bien des équations identiques dans les 2 cas de dessins ... si on ne considère que les courants dont on a choisi arbitrairement les sens.
Donc, le fait d'avoir noté les tension dans n'importe quel sens n'a pas influencé les résultats sur les équations ne reprenant que les courants... encore bien

Mais si ensuite évidemment, avec les valeurs (signées) trouvées pour les courants, on calcule les U1, U2 et U3 pour chacun des shémas, on trouverait des U3 de signes opposés pour les 2 cas ... ce qui est normal, car signes opposés pour les tensions mais aussi sens de flèches opposés.
------------
Pour écrire l'équation d'une maille, on parcourt la maille dans le sens qu'on veut et on note les tensions rencontrées avec un signe pour les flèches rencontrées dans un sens (en tournant dans la maille) et avec l'autre signe pour les tensions rencontrées avec flèches dans l'autre sens.

Et puis, on peut remplacer les tensions par des "Z*I" mais en tenant compte de mon message précédent, soit : U = Z*I en convention récepteur et U = -Z*I en convention émetteur.

Et avec un poil de pratique, on peut se passer de l'étape intermédiaire de le notation avec les U fléchés et écrire directement les équations des mailles en n'utilisant que les Z et les I, comme je l'ai fait dans mon message du 29-12-12 à 19:50



Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 31-12-12 à 11:35

Bonjour J.P., je suis sincèrement désolé, mais je ne comprend toujours pas les signes des tensions
je suis vraiment désolé, mais pourrais tu me réexpliquer ?
merci beaucoup !!

Posté par
J-P
re : loi de Kirchhoff (facile) 31-12-12 à 14:57

loi de Kirchhoff (facile)

Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 31-12-12 à 15:04

merci J.P., à croire que tu es le père noël à toi tout seul
Donc permet moi (d'apère cette convention) de ne pas être d'accord avec tes équations (même si je sais que c'est juste )
Donc pour le premier schéma de ton post de 11:29
Je dirais que les équations sont:
\epsilon_1+R_1I_2+R_2I_3=0 et \epsilon_2+R_3I_3+R_2I_2=0
et pour le deuxième schéma:
\epsilon_1+R_1I_2+R_2I_3=0 et \epsilon_2+R_3I_3-R_2I_2=0

j'espère que ça t'aidera à éclaircir mon problème

Posté par
J-P
re : loi de Kirchhoff (facile) 31-12-12 à 15:35

Non, pour le 2ème schéma :

€2 \red- U2 + U3 = 0
avec : U2 = -R2.I2 (convention émetteur ici)
et avec U3 = R3.I3 (convention récepteur ici)

---> €2 - (-R2.I2) + R3.I3 = 0

€2 + R2.I2 + R3.I3 = 0

Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 01-01-13 à 18:05

je suis sincèrement désolé (à croire que je suis complètement stupide), mais je ne comprend toujours pas !! dans le deuxième schéma, on a bien une convention "émetteur", donc c'est bien -R2.I2 (donc +U2)
Connaitrais tu un cours ou tout cela est bien expliqué car là je suis totalement perdu
(enfin, je me suis moins que avant tes explication tout de même )

bonne année

** smiley effacé **

Edit Coll : merci d'utiliser les smileys mis à ta disposition dans ce forum (Lien cassé)

Posté par
J-P
re : loi de Kirchhoff (facile) 01-01-13 à 20:07

On ne juge pas la convention "émetteur" ou "récepteur" pour un schèma entier, mais bien composant par composant.

Exemple pour l'équation de la maille de droite avec ce dessin :

loi de Kirchhoff (facile)

On choisit un sens pour parcourir la maille, ici j'ai indiqué le chemin de parcours de la maille par un trait en vert, je décide par exemple de parcourir ce chemin dans le sens des aiguilles d'une montre (mais on fait ce qu'on veut).

Je choisis par exemple d'écrire les tensions que je rencontre en cours de chemin, avec le signe + si je rencontre une "queue" de flèche pour la tension et avec le signe - si je rencontre une "pointe" de flèche pour la tension.

On commence le parcours en vert.
- On rencontre la tension €2 par la "queue" de la flèche, on la note donc avec un signe "+" : soit + €2
- On rencontre ensuite le tension U2, mais on la rencontre par la "pointe" de la flèche ---> on la note donc avec un signe "-" : soit - U2
- On rencontre ensuite le tension U3, mais on la rencontre par la "queue" de la flèche ---> on la note donc avec un signe "+" : soit + U3

Le chemin de la maille est bouclé. La somme des tensions "trouvées" sur le parcours est nulle et donc :

€2 - U2 + U3 = 0  (1)
----
On regarde maintenant composant passif par composant passif pour voir si ils sont en convention générateur ou bien en convention récepteur.

On regarde le composant R2 : U2 et I2 ont des flèches dans le même sens et donc c'est la convention émetteur pour ce composant R2, on a donc : U2 = -R2*I2  (2)

On regarde le composant R3 : U3 et I3 ont des flèches de sens opposés et donc c'est la convention récepteur pour ce composant R3, on a donc : U3 = R3*I3  (3)

---

On remet (2) et (3) dans l'équation (1), et on arrive à :

€2 - (-R2*I2)  + R3.I3 = 0

€2 + R2*I2 + R3.I3 = 0
-----

Voila, par cette maille ...

Je ne vois pas ce que je pourrais encore ajouter.

Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 02-01-13 à 09:14

et bien voilà !! enfin j'ai compris !! merci infiniment

** smiley effacé **

Edit Coll : merci d'utiliser les smileys mis à ta disposition dans ce forum (Lien cassé)

Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 02-01-13 à 09:15

oouupppss... désolé pour le smiley, je n'avais pas vu le message de océane de 18:05.
Merci

Posté par
ferenc
re : loi de Kirchhoff (facile) 14-12-13 à 13:46

Salut J.P: juste ici (dans ton premier post) du 28-12-12 à 17:43, dans le dernier quart du message:

Citation :
Remarque, on aurait pu, par exemple choisir la flèche dans l'autre sens pour I3, et si on avait gardé les mêmes flèches pour I1 et I2 ... et bien c'était bon aussi, mais on n'aurait évidemment plus pu modifier ces sens en cours de calculs et dans un tel cas, l'équation des dits noeuds aurait donné : I1 + I2 + I3 = 0


Ne serait-ce pas plutôt I_1{\red -}I_2{\red -}I_3=0 ?

(je ressors les archives, désolé ^^)

merci,

Posté par
J-P
re : loi de Kirchhoff (facile) 14-12-13 à 15:52

Dans la figure initiale donnée le 28-12-12 à 17:00, on a : I2 = I1 + I3

Et si "on avait, par exemple choisi la flèche dans l'autre sens pour I3", on aurait eu : I2 = I1 - I3 soit donc : I1 - I2 - I3 = 0

Maintenant, de l'eau a-ant passé sous les ponts depuis, je ne sais plus de quel shéma je suis parti.

Si c'est celui du 28-12-12 à 17:04, qui donne  : I3 = I1 + I2, alors si on "retourne" la flèche de I3 seul on arrive à : -I3 = I1 + I2, soit donc I1 + I2 + I3 = 0

Peu importe, le sens initial des flèches choisies au début d'exercice ... mais une fois ce choix fait, on ne peut plus le modifier en cours d'exercice.



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