NOMBRES - Curiosités, théorie et usages

 

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Sommaire de cette page

>>> Approche

>>> Pont en équilibre

>>> Réseau de résistances – Lois de Kirchhoff

>>> Historique

 

 

 

 

 

 

Montage de résistances

Pont de Wheatstone

Loi de Kirchhoff

 

Bande à quatre mais qui cherche l'équilibre!

Bande à plusieurs: quelles sont les lois?

 

 

 

Approche

 

*      La pont de Wheatstone constitue une application pratique de l'emploi des résistances en pont diviseur.

*      Mais surtout, ce montage particulier est utile pour faire la mesure des résistances

*      En préalable, reconnaissons le pont diviseur non chargé, caché sous le schéma du circuit ci-contre.

 

 

Ce montage est une moitié du pont de Wheatstone.

 

 

PONT EN ÉQUILIBRE

 

*      Il s'agit de trouver la relation entre les quatre valeurs de résistances pour équilibrer le pont de Wheatstone. Autrement dit, pour que la tension de sortie (Vs) soit nulle.

*      On reconnaît les ponts diviseurs tels qu'observé ci-dessus:

 

 

*      Or pour que Vs = 0, il faut que

v2    v4 = 0

 

*      Au signe près, on égale v2 et v4:

 

*      On peut inverser les fractions

 

 

 

Les produits en croix des résistances sont égaux.

 

Schéma du pont de Wheatstone

 

 

Pour équilibre le pont, il faut égaliser

*    le rapport entre résistances du haut, et

*    le rapport entre résistances du bas.

 

Principe du pont de mesure

L'une des résistances est inconnue, deux sont fixes et connues. La quatrième est ajustée pour obtenir une tension nulle. On dispose alors de trois valeurs connues qui permettent d'en déduire la quatrième.

 

 

Réseau de résistances – Lois de Kirchhoff

 

*      Comment aborder de tels circuits complexes? En appliquant quelques règles simples.

*      Orientation: on place des flèches pour le sens du courant selon l'intuition. Si, à la fin des calculs, l'intensité calculée est négative, c'est que le sens doit être inversé.

*      Règles des nœuds: la somme des intensités aux sommets est nulle.

I3 – I2 – I1 = 0

 

*      Règle des mailles: dans un circuit fermé, la somme des forces électromotrices est égale à la chute des tensions dans les résistances.

E = R3 I3 + R5 I2 + R4 I3

0 = RI + R2I1 – R5I2

 

 

Il s'agit, selon des données du problème, et avec les sommets pour l'intensité et les boucles pour les tensions, d'écrire n équations pour n inconnues et de les résoudre classiquement.

 

 

 

HISTORIQUE

 

Sir Charles Wheatstone (Gloucester 1802 – Paris 1875).

*      Physicien britannique.

*      Inventeur

*       du stéréoscope,

*       du télégraphe électrique à cadran

*       d'un appareil de mesure des résistances électriques, le pont de Wheatstone.

*      En fait, le pont a été inventé par Samuel Hunter Christie avant Wheatstone, mais c'est lui qui l'a vraiment utilisé le premier pour la mesure des résistances.

 

En anglais: wheat, le blé et stone la pierre.

À la française on prononce: pont de ouit – stone.

 

 

Gustav Kirchhoff (1824-1887)

*      Physicien allemand.

*      Il développe le spectroscope moderne pour l'analyse chimique, avec le chimiste allemand Robert Bunsen. Ils découvrent les éléments du césium et du rubidium en utilisant la spectroscopie.

*      Il étudie le transfert de chaleur par radiation

*      Il énonce deux lois sur les réseaux électriques.

 

En allemand: Die Kirche, l'église et der Hof, la cour. 

Ne pas confondre avec die Kirsche, la cerise.

 

Voir Contemporains

 

 

 

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