Physique-Chimie · 5ᵉ

Une lampe grille… et alors ?

Physique-Chimie 5ᵉ Montages en série et en dérivation

Deux lampes brillent côte à côte… et PAF : l’une grille, filament cassé. Catastrophe générale ? Non — l’autre continue de briller comme si de rien n’était. Comment est-ce possible ?

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En une phrase

Dans un montage en dérivation, chaque lampe est sur sa propre branche et fonctionne indépendamment des autres. Si tu dévisses une lampe, les autres restent allumées et brillent presque normalement. C'est le montage utilisé dans les maisons.

L'idée à retenir

En DÉRIVATION, chaque branche forme SA propre boucle avec le générateur : les branches sont INDÉPENDANTES. Une lampe grillée ou dévissée ne coupe que SA branche ; les autres gardent leur boucle fermée et leurs lampes brillent d’un éclat quasi normal. C’est exactement pour cela que les installations d’une maison sont en dérivation.

Comprendre

Un montage en dérivation possède plusieurs branches, et chaque branche forme sa propre boucle avec le générateur. Cela change complètement le comportement des lampes par rapport au montage en série. D'abord, les branches sont indépendantes : si on dévisse ou si on grille une lampe, on coupe seulement la branche de cette lampe.

Les autres branches, elles, ne sont pas coupées : leur boucle avec le générateur reste fermée, et leurs lampes continuent de briller. Une seule lampe s'éteint, les autres restent allumées. Ensuite, chaque lampe garde un éclat quasi normal, proche de celui qu'elle aurait seule sur le générateur, car chaque branche est directement reliée au générateur par les deux nœuds.

On dit « quasi » car en pratique une pile réelle ne maintient pas un éclat parfaitement identique, mais l'idée à retenir est que les lampes en dérivation brillent presque normalement, contrairement au montage en série où l'éclat baisse quand on ajoute des lampes. Ce comportement, où chaque appareil fonctionne indépendamment des autres, est exactement ce que l'on recherche dans une habitation : c'est pourquoi les lampes et les appareils d'une maison sont branchés en dérivation. En classe, on étudie cette propriété avec une pile, jamais avec le secteur.

Le cours

Le comportement des lampes dans un montage en dérivation vient du fait que chaque branche forme sa propre boucle avec le générateur. Premier point : l'indépendance des branches. Si une lampe est dévissée ou grillée, seule sa branche est coupée ; les autres branches gardent leur boucle fermée avec le générateur, et leurs lampes restent allumées.

Dévisser une lampe n'éteint donc que celle-ci, contrairement au montage en série où tout s'éteint. Deuxième point : l'éclat. Chaque lampe brille de manière quasi normale, car chaque branche est reliée directement au générateur par les deux nœuds ; l'éclat d'une lampe ne s'effondre pas quand on en ajoute d'autres en dérivation.

On dit « quasi normal » car une pile réelle ne garde pas un éclat exactement constant, mais l'idée essentielle est que les lampes restent bien allumées. C'est justement ce comportement, où chaque appareil fonctionne indépendamment et garde un bon éclairage, que l'on veut dans une maison : les lampes et les appareils d'une habitation sont donc branchés en dérivation, ce qui permet d'en éteindre un sans éteindre les autres. Toute cette étude se fait avec une pile ou une alimentation de laboratoire, jamais avec la prise du secteur.

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Les erreurs fréquentes

Si on dévisse une lampe dans un montage en dérivation, toutes les autres s'éteignent comme en série.
Non : en dérivation, chaque branche est indépendante. Dévisser une lampe ne coupe que sa branche ; les autres lampes restent allumées.
En dérivation, plus on ajoute de lampes, moins chacune brille, comme en série.
Non : chaque branche est reliée directement au générateur, donc chaque lampe garde un éclat quasi normal. L'éclat ne s'effondre pas comme en série.

Tu maîtrises la notion si…

  • Expliquer qu'en dérivation chaque branche est indépendante : une lampe dévissée ou grillée ne coupe que sa branche, les autres restent allumées.
  • Savoir que chaque lampe garde un éclat quasi normal, car sa branche est reliée directement au générateur.
  • Relier ce comportement au choix du montage en dérivation pour les installations d'une habitation.

Vérifie que tu as compris

  1. Dans un montage en dérivation de deux lampes, on en dévisse une. Que fait l'autre lampe ?

    Réponse Elle reste allumée

    En dérivation, chaque branche est indépendante : dévisser une lampe ne coupe que sa branche, l'autre garde sa boucle avec la pile et reste allumée.

  2. Les lampes et les appareils d'une maison sont branchés…

    Réponse en dérivation

    Les installations d'une maison sont montées en dérivation : chaque appareil est indépendant, on peut en éteindre un sans les autres et chacun garde un bon éclairage. (En classe, on étudie ces montages avec une pile, jamais avec le secteur.)

  3. Trois lampes sont branchées en dérivation. L'une d'elles grille. Que deviennent les deux autres ?

    Réponse Elles restent allumées, avec un éclat quasi normal

    En dérivation, chaque branche est indépendante : la lampe grillée ne coupe que sa propre branche. Les deux autres gardent leur boucle avec le générateur et restent allumées, avec un éclat quasi normal, car chaque branche est reliée directement au générateur.

S'entraîner sur cette notion

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Les quatre étapes pour maîtriser cette notion

Reconnaître

La lampe grillée n’éteint qu’elle : sa branche est coupée.

En dérivation, chaque lampe est sur sa propre branche. La panne coupe seulement la branche de la lampe grillée : l’autre lampe reste allumée.

Comprendre

Chaque branche forme sa propre boucle avec le générateur.

La branche grillée est coupée, mais la boucle de l’autre branche reste entière : le courant y circule toujours. En série, au contraire, l’unique boucle coupée aurait tout éteint.

Appliquer

Les deux autres brillent toujours, d’un éclat quasi normal.

Seule la branche de la lampe grillée est coupée : les deux autres branches gardent leur boucle avec la pile, et comme chacune est reliée directement au générateur, leur éclat reste quasi normal.

Transférer

La maison est en dérivation : chaque pièce, sa branche.

On peut éteindre le salon sans éteindre la cuisine, et chaque lampe éclaire normalement : chaque pièce a sa branche, indépendante des autres. C’est le comportement de la dérivation — voilà pourquoi les installations d’une habitation sont câblées ainsi.

Dans le même chapitre

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