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Adapter générateurs et récepteurs

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Objectif

Le fonctionnement d'un récepteur dépend de la tension reçue et de sa tension nominale. Comment choisir un récepteur pour qu'il soit adapté au générateur utilisé ?

1. Choisir un récepteur adapté dans le cas d'un circuit composé d'un générateur et d'un récepteur unique

Sur un récepteur figure sa tension nominale. C’est la tension dont il a besoin pour fonctionner normalement.

a. Comparaison du fonctionnement de différentes lampes avec un même générateur : principe de l'expérience

On utilise on générateur de tension 6 V et on teste le fonctionnement de trois lampes différentes :

Une lampe L1 de tension nominale 3 V et d'intensité nominale 200 mA.
Une lampe L2 de tension nominale 12 V et d'intensité nominale 200 mA.
Une lampe L3 de tension nominale 6 V et d'intensité nominale 200 mA.

b. Réalisation de l'expérience

Les différentes lampes sont reliées à tour de rôle au générateur.
On observe alors l'éclat de la lampe et on vérifie la tension reçue par celle-ci à l'aide d'un voltmètre.

c. Observations

Avec L1 : la tension reçue est de 6 V, et la lampe brille fortement, elle risque de griller.

Avec L2 : la tension reçue est de 6 V, et la lampe brille faiblement.

Avec L3 : la tension reçue est de 6 V, et la lampe brille normalement.

d. Interprétation

Lorsque la tension nominale de la lampe est nettement inférieure à la tension du générateur, elle est en surtension : elle n'est pas adaptée au générateur.

Lorsque la tension nominale de la lampe est nettement supérieure à la tension du générateur, elle est en sous-tension : elle n'est pas adaptée au générateur.

Lorsque la tension nominale de la lampe est proche de la tension du générateur, elle fonctionne normalement : elle est adaptée au générateur.

e. Conclusion

Si un récepteur a une tension nominale proche (sans la dépasser) de la tension fournie par le générateur aux bornes duquel il est branché, alors il est adapté à ce dernier.

Remarque :
Si un récepteur est adapté à un générateur, l'intensité du courant est alors également proche de l'intensité nominale.

2. Adaptation d'un récepteur dans un circuit en dérivation

Dans un circuit en dérivation, tous les récepteurs sont branchés en dérivation du générateur et reçoivent une tension égale à la tension délivrée par celui-ci.

Les conditions d'adaptions sont donc identiques à celles du cas précédent :

Un récepteur n'est adapté que si sa tension nominale est proche de celle du générateur auquel il est branché en dérivation.

3. Adaptation de récepteurs identiques dans un circuit en série

Dans un circuit en série, la tension délivrée par le générateur se répartit entre les différents récepteurs.
La tension reçue par les récepteurs dépend donc de leur nombre.

Si les récepteurs utilisés sont identiques, alors ils reçoivent la même tension :

Si le circuit comporte deux récepteurs identiques, alors la tension reçue par chaque récepteur correspond à la moitié de la tension délivrée par le générateur.
Si le circuit comporte trois récepteurs identiques, alors la tension reçue par chaque récepteur correspond au tiers de la tension délivrée par le générateur.
Si le circuit comporte quatre récepteurs identiques, alors la tension reçue par chaque récepteur correspond au quart de la tension délivrée par le générateur etc.

Exemple :
Un circuit comporte un générateur de 12 V et 3 lampes identiques.

La tension reçue par chaque lampe est de :

= 4 V

Pour que les lampes soient adaptées, elles doivent donc avoir une tension nominale de 4 V.

L'essentiel

Sur une lampe figure sa tension nominale.

Si un dipôle est branché directement aux bornes d'un générateur :
Le dipôle n'est adapté que si sa tension nominale est proche de la tension du générateur.
Une lampe n'est pas adaptée à un générateur si elle est en sous-tension ou en surtension.

Si un dipôle est branché en dérivation d'un générateur :
Le dipôle n'est adapté que si sa tension nominale est proche de la tension du générateur.

Si des récepteurs identiques sont branchés en série d'un générateur :
Les récepteurs ne sont adaptés que si la tension répartie entre eux est proche de leur tension nominale.

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