Circuits

Deux ampoules (série)

Les ampoules partagent un courant et se partagent la tension — chacune est plus faible qu'une ampoule seule.

Deux ampoules (série) — simulation interactive de Circuits. Les ampoules partagent un courant et se partagent la tension — chacune est plus faible qu'une ampoule seule. Laboratoire virtuel de physique gratuit dans le navigateur, avec mesures SI en direct et tutoriel guidé.

Ampoules en série

Deux ampoules identiques en série partagent le même courant mais se répartissent la tension, donc chacune brille moins qu'une ampoule seule.

Chaque ampoule est une charge résistive. En série, elles voient le même courant mais seulement une fraction de la tension de la pile.

• Courant identique dans les deux ampoules
• Puissance P ∝ V·I

Mémoire d'enquête

Planifiez la question avant d'ouvrir le laboratoire

Le brief reprend la page pré-rendue  : question directrice, prédictions concurrentes, rôles des variables, lois directrices, préparation et consignes d’analyse et de prolongement restent visibles et dans cet ordre.

Question de conduite

Deux ampoules identiques sont câblées en série sur une batterie 9 V. Par rapport à une seule ampoule alimentée par la même batterie, chaque ampoule de la série est-elle plus lumineuse, plus faible ou identique ?

Des pronostics à peser

• Chaque ampoule de série est plus lumineuse.
• Chaque ampoule de la série est dotée d'un variateur  : elles partagent le courant et la tension.
• Chaque ampoule est exactement aussi lumineuse qu’une seule ampoule.

Rôles variables

Ce que vous définissez  :

• La résistance R de chaque ampoule (Ω)

Ce que vous mesurez  :

• Résistance totale R_total (Ω)
• Courant partagé I (A)

Comment se déroule l'enquête

1. Ouvrez le préréglage de la série d'ampoules et appuyez sur Réinitialiser. Les deux ampoules démarrent avec la même résistance.
2. Activez la lecture actuelle sur les deux ampoules.
3. Réglez la résistance des deux ampoules (égale l’une à l’autre) pour chaque essai et enregistrez le courant partagé.

Équation gouvernante

Les ampoules de série partagent le courant — P = I²·R

Les ampoules en série sont traversées par le même courant I = E/(2R), mais chaque ampoule ne reçoit que la moitié de la tension totale. Comme la puissance vaut I²R avec un courant plus faible que celui d'une ampoule seule, chaque ampoule en série brille moins fort.

Ce que la feuille de travail imprimable demande aux élèves de résoudre

• Pour un essai, calculez R_total = 2R, puis I = E/R_total en utilisant E = 9 V. Comparez avec le tableau.
• Comparez ce courant au courant de l'expérience switched-lamp pour une seule ampoule de même résistance. Expliquez pourquoi l'ajout d'une deuxième ampoule en série réduit le courant exactement de moitié — et pourquoi la puissance de chaque ampoule tombe donc à un quart, et non à la moitié, puisque P = I²R évolue comme le carré du courant.

Où cela apparaît au-delà du laboratoire

• Si les deux ampoules avaient des résistances différentes, brilleraient-elles de la même manière ? Utilisez P = I²R (même I pour les deux, R différent) pour prédire lequel serait le plus brillant.
• Si une ampoule de cette série grille (son filament se brise, ce qui entraîne une résistance infinie), qu'arrive-t-il à l'autre ampoule ? Comparez avec le comportement de commutation de l'expérience de l'ampoule courte.

• AP Physics 2 — Unit 11: Electric Circuits
• AP Physics C: Electricity and Magnetism — Unit 11: Electric Circuits
• IB Physics — B.5 Current and circuits
• General High School Physics — Electricity & DC circuits
• NGSS High School Physics — Electric current and magnetic fields

1. Bienvenue dans Ampoules en série
2. Sélectionnez la première ampoule
3. Appuyez sur Lecture
4. les deux plus faibles
5. Ouvrez l'Inspecteur
6. Bravo !

Ouvrez la simulation interactive pour construire la scène, appuyez sur Lecture et explorez avec des mesures en direct et un tutoriel guidé.

Ouvrir le laboratoire interactif →

Télécharger la fiche de laboratoire →

Lois de Kirchhoff pour les circuits