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Calcul de l’intensité dans un circuit

Posté par
nItaliano
24-03-20 à 16:50

Bonjour,

J'ai un peu de mal avec un exercice en électrocinétique. L'énoncé de l'exercice est : « Dans le circuit ci-dessous, X représente un ampèremètre des résistances interne nulle. Quelle valeur indique-t-il ? ». Grâce au correctif, je sais que la réponse est 0,2 A. Néanmoins je ne comprends pas cette réponse, vu qu'il y 2 résistances de 10 ohm chacune, le calcul à effectuer n'est-il pas 2/20 = 0,1 A ? Merci d'avance pour votre aide

** image supprimée **

Posté par
Priam
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 24-03-20 à 17:06

Pourrais-tu préciser où est placé l'ampèremètre X et quelles sont les valeurs des résistances ainsi que la tension du générateur ?

Posté par
nItaliano
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 24-03-20 à 18:04

Je me rend compte que je me suis trompé de photo concernant le schéma. Voici le bon qui répond normalement à toutes vos questions

Calcul de l’intensité dans un circuit

Posté par
Priam
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 24-03-20 à 19:25

Bon. Pourrais-tu proposer une réponse relative à l'intensité indiquée par l'ampèremètre ? Ce courant est évidemment délivré par le générateur. Ne vois-tu pas comment le calculer ?

Posté par
nItaliano
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 24-03-20 à 20:10

En fait connais la réponse à la question, ce que je ne comprends pas c'est pourquoi est ce qu'on n'additionne pas les 2 résistances. Personnellement j'aurais eu tendance à dire que la résistance totale du circuit était de 20 ohm et que par conséquent (par la formule I = U/R) l'intensité valait 0,1 A. Mais je constate que ce n'est pas le bon raisonnement.

Posté par
Priam
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 24-03-20 à 21:04

Non, car la résistance de droite est connectée en parallèle sur l'ampèremètre, dont la résistance interne est nulle; par suite, la résistance équivalente de ces deux éléments est nulle.
Ainsi, le courant circulant dans le circuit ne dépend que de l'autre résistance.

Posté par
nItaliano
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 24-03-20 à 22:45

Étant donné que c'est en lien direct avec ma première question, je me permet de mettre un second exercice dans ce même sujet.

Ici, la configuration est là même que précédemment mais cette fois l'énoncé est : « Qu'indique V1 dans le circuit suivant si on suppose que sa résistance interne est nulle ». On me dit dans le correctif que la réponse est 1V mais j'ai beau essayé de comprendre je ne vois pas comment arriver à cette réponse vu le raisonnement de l'exercice précédent.

Je vais peut être me lancer dans des explications un peu floues mais si, comme nous l'avons vu lors de l'exercice précédent, l'intensité du circuit est de 0,2 A, comment se fait-il que la résistance ne « mange » pas les 2V (U=R.I —> 2=10.0,2) ce qui signifierai que la réponse de l'exercice est 0V. Selon mon raisonnement, la résistance est censée « absorber » les 2V et il ne devrait plus y avoir de courant au voltmètre.

Je suis désolé de vous embêter avec ce genre de demande plutôt basique mais je n'arrive pas à me faire à la logique des circuit électrique (désolé également pour mes annotations sur le schéma, elles sont inutiles mais je n'avais pas de tipex).

Calcul de l’intensité dans un circuit

Posté par
Priam
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 25-03-20 à 09:19

Je suppose que V1 est un voltmètre.
S'il est parfait comme l'ampèremètre précédent était parfait, sa résistance interne est infinie (et non pas nulle !).

Posté par
nItaliano
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 25-03-20 à 11:03

Dans l'énoncé c'est bien écrit « si on suppose que sa résistance interne est nulle ». Mais en fait qu'est ce que ça change que sa résistance soit nulle ou infinie ?

Posté par
Priam
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 25-03-20 à 11:19

Cet énoncé est bien surprenant !
Si sur la résistance de 10 de droite on branche en parallèle une résistance nulle, la résistance de 10 est court-circuitée et n'a plus aucun rôle dans le fonctionnement du circuit.
Si la résistance mise en parallèle est de valeur infinie, la résistance de 10 reste seule et joue pleinement son rôle dans le circuit.

Posté par
Vertigo
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 25-03-20 à 11:41

Bonjour à tous,

Je me permettrai d'ajouter que si vraiment, la résistance interne de cet invraisemblable voltmètre V1 est nulle, alors, et par simple application de la loi d'Ohm, la tension à ses bornes est également nulle.
U = R.i = 0 si R = 0
U étant la tension aux bornes du voltmètre et i le courant qui circule dans le circuit (et dans le voltmètre qui se comporte alors comme un conducteur de résistance nulle ou négligeable).
Incidemment, le courant en question i est :
i = 2Volts / 10 Ohms = 0,2 volts

Cordialement

Vertigo

Posté par
nItaliano
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 26-03-20 à 00:23

Après quelques mails, on m' confirme qu'il s'agissait d'une erreur dans l'énoncé et que la résistance interne du voltmètre était bien infinie. Merci pour votre aide en tout cas !

Posté par
Vertigo
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 26-03-20 à 12:22

À vrai dire, Nitaliano, nous nous en doutions un peu.

Mais, cette précision qui change tout étant donnée, pouvez-vous nous dire, en justifiant votre réponse, quelle est alors, selon vous, la tension indiquée par le voltmètre V1,  ?

À vous lire...

Cordialement
P.S. : Naturellement, cette demande n'a d'autre but que de nous assurer que vous avez bien compris l'exercice.

Posté par
nItaliano
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 26-03-20 à 15:35

Je vais faire de mon mieux.

Si la résistance interne du voltmètre est infinie, on peut prendre en compte la résistance de 10 ohm à droite. La résistance totale du circuit s'élève donc à 20 ohm.

On peut désormais calculer I qui vaut 2/20 donc 0,1A.

Le courant de 2V passe d'abord par la résistance de gauche et il n'en ressort un courant que d'1V seulement (car V = 2-I.R= 2-0,1.10 = 1V)

Le courant qui parvient donc finalement au voltmètre est de 1V.  Est-ce juste ?

Posté par
Vertigo
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 26-03-20 à 17:35

Bonsoir Nitaliano,
Bien pour le calcul du courant I = 2V/20 = 0,1A
Bien aussi pour votre assiduité; ça n'est pas le cas de tous les étudiants ou scolaires qui postent des exercices.

Pour la 2ème question (tension indiquée par le voltmètre V1), votre réponse est numériquement exacte, mais la démarche ne me satisfait pas, notamment en raison de la terminologie employée:
En effet, il ne faut pas confondre courant et tension.
Le courant, ou intensité du flux d'électrons circulant dans le circuit se mesure en ampères A. (On parle par exemple d'un courant de 200mA )
Ce sont les tensions, F.E.M. et F.C.E.M qui se mesurent en volts V
On parle par exemple d'une tension ou d'une F.E.M. de 2V aux bornes d'un générateur.

Il faut donc éviter les formulations telles que :"courant de 2V" ou "un courant d'1V"

Pour ce qui est de la démarche de calcul, je pense qu'au niveau de la terminale, on peut généraliser un tout petit peu la problématique afin de mieux la comprendre :
Supposons donc que les 2 résistances aient les valeurs respectives quelconques R1 (pour celle la plus à gauche sur le schéma) et R2 pour l'autre.
Le courant circulant, en négligeant la conductance du voltmètre qui est déclarée nulle ou négligeable par l'énoncé (résistance infinie) est donc i donné par :
i = U / (R1+R2).      (Loi d'Ohm)
U étant la tension ou F.E.M. aux bornes du générateur (2V en l'espèce)
La tension U1 aux bornes de R1 est donnée par :
U1 = R1.i = U . [R1 / (R1+R2)]  (toujours la loi d'Ohm)
La tension U2 aux bornes de R2, pour sa part,  est donnée par :
U2 = R2.i = U . [R2 / (R1+R2)]  (toujours la loi d'Ohm)
Dans le cas d'espèce, R1 = R2 = 10, d'où :
[R2 / (R1+R2)] = 10 / 20 = 1/2
et U2 (tension mesurée par le voltmètre V1 de votre schéma vaut donc U/2 = 1V

Sauf distraction..

Cordialement.

Vertigo

Posté par
nItaliano
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 26-03-20 à 18:46

Merci pour votre réponse hyper complète et l'aide que vous nous apportez tous de manière tout à fait bénévole.

Je n'avais en effet jamais compris la différence entre tension et courant. A vrai dire,  je pensais que les 2 se rapportaient au volt mais maintenant tout est plus clair.

Posté par
Adam68
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 06-06-21 à 14:43

Bonjour, je me permets de déterrer ce post car j'ai une question par rapport au cas du voltmètre à R infinie.

Lorsque la résistance interne est nulle, on dit que la résistance (celle placée en parallèle du voltmètre) est court-circuitée. Peut-on également utiliser cette expression en disant que le voltmètre est court-circuité lorsque sa résistance est infinie (puisque I ne passe pas dans le voltmètre à R infinie) ?

Merci

Posté par
vanoise
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 06-06-21 à 15:17

Bonjour
Court-circuiter un dipôle se fait en plaçant en parallèle avec ce dipôle un conducteur de résistance négligeable. La tension aux bornes du dipôle devient ainsi quasi nulle. Bien sûr, un voltmètre ne doit pas avoir un résistance interne très faible mais au contraire une résistance interne très grande devant celle du dipôle aux bornes duquel on le branche (souvent RV = 10M pour les voltmètres modernes).
Un tel voltmètre de résistance très grande devant celle du dipôle aux bornes duquel il est branché est effectivement parcouru par un courant d'intensité très faible mais il ne faut pas dire pour autant qu'il est court-circuité car la tension à ses bornes n'est pas nulle.
Court-circuiter un générateur annule la tension à ses bornes mais n'annule pas  l'intensité du courant  le traversant. L'intensité de court-circuit vaut (E/r) avec E : fém et r : résistance interne de la pile.
Quand un dipôle est court-circuité, la tension à ses borne est toujours nulle mais l'intensité du courant le traversant peut ne pas être nulle.

Posté par
Adam68
re : Calcul de l’intensité dans un circuit 06-06-21 à 19:04

Super merci Vanoise !



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