Court-circuiter une ampoule : que se passe-t-il lorsque vous en contournez une
1 · Prédire
Deux ampoules (lampA, lampB) sont en série. Un interrupteur, câblé en parallèle aux bornes de la lampe B, est initialement ouvert. Si vous le fermez – en créant un raccourci sans résistance autour de la lampe B – qu'arrive-t-il à la luminosité de la lampe A ?
- LampA s'atténue lorsque l'interrupteur se ferme.
- La luminosité de LampA ne change pas.
- La fermeture de l'interrupteur contourne la lampe B, donc la lampe A reçoit maintenant le courant du circuit complet - elle s'éclaire.
2 · Configurer
- Ouvrez le préréglage d'ampoule courte et appuyez sur Réinitialiser. Les deux ampoules démarrent à résistance égale (100 Ω) ; l'interrupteur commence à s'ouvrir.
- Activez la lecture actuelle sur les deux ampoules.
- Enregistrez le courant de la lampe A avec l'interrupteur ouvert, puis fermez l'interrupteur et enregistrez-le à nouveau.
3 · Collecter les Données
| État de l'interrupteur (0 = ouvert, 1 = fermé) | Courant lampeA I (A) |
|---|---|
| 0 | |
| 1 |
Créez un graphique à barres comparant le courant de la lampe A dans les cas d'interrupteur ouvert et d'interrupteur fermé.
4 · Analyser
- Avec l'interrupteur ouvert, les deux ampoules sont en série : I = E/(2R) en utilisant E = 9 V, R = 100 Ω. Lorsqu'elle est fermée, la lampe B (100 Ω) est contournée par le commutateur 0 Ω, ne laissant que la lampe A : I = E/R.
- Expliquez pourquoi un chemin sans résistance en parallèle avec la lampe B transporte tout le courant, ne laissant aucun courant à travers la lampe B elle-même une fois l'interrupteur fermé.
5 · Approfondir
- La puissance de LampA quadruple lorsque l'interrupteur se ferme : le courant double, et P = I²R évolue comme le carré de celui-ci (même raisonnement que pour switched-lamp). D’où vient cette puissance supplémentaire ? La batterie a-t-elle travaillé de la même manière dans les deux cas ?
- Un vrai interrupteur a une résistance minuscule mais non nulle lorsqu'il est fermé. Cela changerait-il ici le résultat qualitatif (éclaircissement de la lampe A), ou seulement les chiffres exacts ?
La physique derrière cette expérience
Court-circuiter une branche
Un chemin sans résistance en parallèle avec un composant transporte le courant à la place de ce composant (puisque le courant suit le chemin de moindre résistance), le retirant ainsi du circuit — c'est ce qu'on appelle « court-circuiter » le composant.