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5eCHAPITRE 83 min de lecture

Circuits série et dérivation

COMPRENDRE EN VIDÉO

Avec Paul Olivier

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M. VERHILLE — Physique-Chimie · 5ème


Objectifs et compétences

Attendus de fin de cycle (BO 2020 — cycle 4) :

  • Distinguer circuit en série et circuit en dérivation
  • Vérifier les lois du courant et de la tension

Compétences du socle :

  • D1.3 : Lire et dessiner des schémas de circuits complexes
  • D4 : Réaliser des circuits et vérifier les lois

À la fin de ce chapitre, l'élève sait :


1. Circuit en série

Les composants sont reliés les uns après les autres → une seule boucle.

Propriétés

  • Le courant n'a qu'un seul chemin
  • L'intensité est la même partout : I = I₁ = I₂
  • La tension se partage : U = U₁ + U₂
  • Si un composant devient un circuit ouvert (filament coupé, par exemple) → tout s'éteint dans l'unique boucle

Exemple : guirlande de Noël à l'ancienne — une ampoule grille, tout s'éteint.


2. Circuit en dérivation

Les composants sont sur des branches parallèles → plusieurs boucles.

Propriétés

  • Le courant se divise aux nœuds
  • L'intensité se partage : I = I₁ + I₂ (loi des nœuds)
  • La tension est la même aux bornes de chaque branche : U = U₁ = U₂
  • Si une branche devient un circuit ouvert, les autres branches alimentées par le générateur idéal continuent de fonctionner

Exemple : les prises de la maison sont en dérivation — un appareil en panne ne coupe pas les autres.


3. Tableau de synthèse

Série Dérivation
Boucles 1 seule Plusieurs
Intensité Même partout Se divise aux nœuds
Tension Se partage Même dans chaque branche
Panne Tout s'éteint Les autres continuent

4. Vocabulaire des circuits

Terme Définition
Nœud Point où se rejoignent au moins 3 fils
Branche Portion de circuit entre 2 nœuds
Branche principale Contient le générateur
Branche dérivée Branches parallèles

Bilan — Ce qu'il faut retenir

Notion Définition
Série 1 boucle, même courant partout
Dérivation Plusieurs boucles, tension identique dans chaque branche
Loi des nœuds I = I₁ + I₂ (le courant se divise)
Nœud Point de bifurcation du courant

Mots-clés : série, dérivation, nœud, branche, intensité, tension, loi des nœuds

Erreurs fréquentes :

  • Confondre série et dérivation (série = 1 boucle, dérivation = plusieurs)
  • Penser que la tension se divise en dérivation (c'est l'intensité qui se divise)

Différenciation

  • Remédiation : compléter des schémas de circuits en plaçant les composants au bon endroit (lampes, pile, interrupteur) et identifier s'il s'agit d'un circuit en série ou en dérivation
  • Approfondissement : prédire l'effet d'une panne (lampe grillée) dans chaque type de circuit — que se passe-t-il pour les autres lampes en série ? en dérivation ?

Ressources associées

  • H5P : Circuits série et dérivation (existant)
  • H5P : Auto-évaluation électricité 5ème

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Un court-circuit est une liaison de très faible résistance, pas une ouverture : il peut entraîner une forte intensité et un échauffement. Une protection peut ensuite ouvrir le circuit. Un moteur bloqué ne constitue pas nécessairement un circuit ouvert. On étudie les courts-circuits par des schémas ou simulations, sans réalisation volontaire avec une pile.

Les QCM de ce chapitre

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Pour accompagner ce chapitre

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Objectifs et repères pédagogiques

Thème : L'énergie et ses conversions

Durée prévue : 4.5 h

Mots-clés : série, dérivation, nœud, branche, intensité, tension, loi des nœuds, additivité