En série, tout dépend de tout
Une guirlande ancienne s’éteint d’un coup, en entier. Pourtant une SEULE de ses ampoules a grillé — les autres sont intactes. Pourquoi emportent-elles toutes la panne ?
En une phrase
Dans un montage en série, les lampes dépendent les unes des autres. Si tu dévisses ou si tu grilles une seule lampe, la boucle est coupée et toutes les lampes s'éteignent. Et plus tu ajoutes de lampes, moins chacune brille.
L'idée à retenir
Dans un montage en SÉRIE, les dipôles sont sur UNE SEULE boucle : ils dépendent donc les uns des autres. Si une lampe est dévissée ou grillée, cette boucle unique est COUPÉE — plus aucun courant ne circule et TOUTES les lampes s’éteignent, même les intactes. Deux autres conséquences de la boucle unique : plus on ajoute de lampes en série, moins chacune brille ; et l’ORDRE des dipôles sur la boucle ne change rien au fonctionnement, puisque le courant les traverse tous de toute façon.
Comprendre
Un montage en série ne comporte qu'une seule boucle, et le courant doit la parcourir en entier pour que les lampes s'allument. Cela entraîne trois comportements caractéristiques. Premièrement, si une seule lampe est dévissée ou grillée, la boucle est coupée en cet endroit : le courant ne peut plus circuler nulle part, et toutes les lampes s'éteignent d'un coup, pas seulement celle qui est retirée.
Les lampes en série dépendent donc les unes des autres. Deuxièmement, plus on ajoute de lampes en série sur la boucle, moins chaque lampe brille : l'éclat de chacune diminue à mesure qu'on ajoute des dipôles. On le formule sans chiffres au niveau 5e.
Troisièmement, l'ordre des dipôles le long de la boucle ne change rien : peu importe qu'une lampe soit placée avant ou après une autre, ou avant ou après l'interrupteur, car le courant traverse de toute façon tous les dipôles. Ces comportements sont directement liés à la boucle unique du montage en série : un seul chemin, donc une seule coupure suffit à tout éteindre, et tous les dipôles partagent le même parcours. Ces montages sont réalisés avec une pile, jamais avec le secteur.
Le cours
Le comportement des lampes dans un montage en série découle de sa boucle unique. Premier comportement : la dépendance. Si l'une des lampes est dévissée ou grillée, la boucle est coupée à cet endroit et le courant ne circule plus du tout : toutes les lampes s'éteignent en même temps, pas seulement celle qui manque.
Une lampe grillée dans une guirlande montée en série éteint donc toute la guirlande. Deuxième comportement : l'éclat. Plus on ajoute de lampes en série, moins chacune brille ; inversement, en retirer une (en la remplaçant par un fil) fait briller les autres davantage.
On décrit cet effet de façon qualitative, sans valeurs chiffrées, au niveau 5e. Troisième comportement : l'indifférence à l'ordre. La place des dipôles sur la boucle n'a pas d'importance ; changer l'ordre d'une lampe et de l'interrupteur ne modifie pas le fonctionnement, car le courant traverse tous les dipôles quel que soit leur ordre.
Ces trois comportements s'expliquent tous par le fait qu'il n'y a qu'une seule boucle et donc un seul chemin pour le courant. Tous ces montages se font avec une pile ou une alimentation de laboratoire, jamais avec la prise du secteur.
Vois cette notion fonctionner : la scène animée, plan par plan →
Les erreurs fréquentes
- Si une lampe grille dans un montage en série, seule cette lampe s'éteint, les autres continuent de briller.
- Non : en série, il n'y a qu'une seule boucle. Une lampe dévissée ou grillée coupe la boucle, et toutes les lampes s'éteignent en même temps.
- Changer l'ordre des lampes dans un montage en série modifie leur fonctionnement.
- Faux : l'ordre des dipôles ne change rien, car le courant traverse de toute façon tous les dipôles de la boucle. Le circuit fonctionne pareil.
Tu maîtrises la notion si…
- Expliquer qu'une lampe dévissée ou grillée coupe la boucle unique et éteint toutes les lampes d'un montage en série.
- Prévoir que l'éclat de chaque lampe diminue quand on ajoute des lampes en série.
- Savoir que l'ordre des dipôles sur la boucle ne change rien au fonctionnement.
Vérifie que tu as compris
Dans un montage en série de trois lampes, une seule lampe grille. Que font les autres ?
Réponse Elles s'éteignent toutes
En série, il n'y a qu'une seule boucle : la lampe grillée la coupe, le courant ne circule plus et toutes les lampes s'éteignent.
Dans un montage en série, on inverse l'ordre d'une lampe et de l'interrupteur. Que se passe-t-il ?
Réponse Rien ne change, le circuit fonctionne pareil
En série, l'ordre des dipôles ne change rien : le courant traverse de toute façon tous les dipôles de l'unique boucle.
Dans un montage en série de deux lampes, on retire une lampe et on la remplace par un simple fil. Que devient l'éclat de la lampe restante ?
Réponse Elle brille plus fort
En série, moins il y a de lampes sur la boucle, plus chacune brille. En remplaçant une lampe par un fil, il ne reste qu'une lampe sur la boucle : elle brille donc plus fort qu'avec deux lampes en série.
S'entraîner sur cette notion
La scène s'anime pas à pas, la mascotte t'explique, puis tu t'entraînes. Gratuit pour commencer.
Ouvrir cette scène dans Azulma →Les quatre étapes pour maîtriser cette notion
À l’écran : une seule boucle, une lampe seule puis trois.
Suis le fil du doigt depuis une borne de la pile : tu reviens à l’autre borne sans jamais rencontrer d’embranchement. Une seule boucle, un seul chemin — si on la coupe quelque part, plus rien ne circule NULLE PART.
À l’écran : boucle fermée à gauche, une lampe dévissée à droite.
Compare les deux montages de l’écran. À gauche la boucle est fermée : le courant circule, toutes les lampes brillent. À droite, dévisser UNE lampe ouvre l’unique boucle — le chemin est coupé, donc plus aucun courant ne passe, et toutes les lampes s’éteignent, même celles qui sont intactes. C’est la conséquence directe du chemin unique.
À l’écran : six ampoules, une seule grillée — et pourtant…
La guirlande est montée en série : ses ampoules sont toutes sur la même boucle. L’ampoule grillée se comporte comme un fil coupé : la boucle unique est ouverte, plus aucun courant ne circule, et TOUTE la guirlande s’éteint — même les cinq ampoules intactes. C’est exactement ce que montre l’écran.
À l’écran : les deux montages — seule la PLACE des dipôles change.
Repars de ce que montre l’écran : en série il n’y a qu’UNE boucle, et le courant traverse tous les dipôles l’un après l’autre. Que l’interrupteur soit placé avant ou après la lampe ne change donc rien : dans les deux cas le courant doit passer par les deux. Le fonctionnement est identique — l’ordre des dipôles sur une boucle unique est libre.
Dans le même chapitre
Voir tout le chapitre « Montages en série et en dérivation » →