Les lois de Kirchhoff sont des règles fondamentales en électricité. Elles permettent de comprendre et de calculer les courants et les tensions dans des circuits électriques complexes. Elles sont basées sur la conservation de l'énergie et de la charge électrique.
Charge électrique
C'est une propriété des atomes. Les électrons sont des porteurs de charges électriques et permettent au courant de circuler.
Courant électrique
C'est un mouvement d'ensemble de charges électriques, souvent des électrons, dans un matériau conducteur. Son unité est l'Ampère (A).
Tension électrique (ddp)
C'est la force qui pousse les électrons à se déplacer dans un circuit. Elle est aussi appelée différence de potentiel. Son unité est le Volt (V).
Nœud
C'est un point de connexion dans un circuit où au moins trois fils se rejoignent.
Maille
C'est un chemin fermé ou une boucle dans un circuit électrique.
La Loi des Nœuds La loi des nœuds est basée sur le principe de la conservation de la charge électrique. Elle dit que tout le courant qui arrive dans un nœud doit en ressortir. En d'autres termes, la somme des courants qui entrent dans un nœud est égale à la somme des courants qui en sortent.
Exemple de nœud avec courants entrants et sortants
Pour le nœud ci-dessus, si i1 et i2 sont les courants qui entrent, et i3 et i4 sont ceux qui sortent, la loi s'écrit :
La Loi des Mailles La loi des mailles est basée sur le principe de la conservation de l'énergie. Elle affirme que la somme des tensions le long d'une maille (un chemin fermé) est toujours égale à zéro. C'est comme faire le tour d'une montagne : on finit toujours au même niveau de départ.
Pour appliquer cette loi, on choisit un sens de parcours (horaire ou anti-horaire) dans la maille. Si on rencontre une tension en allant vers sa flèche (sa pointe), on la compte négativement. Si on la rencontre par son talon (l'arrière de la flèche), on la compte positivement.
Exemple de maille avec tensions
Dans l'exemple ci-dessus, en suivant le sens de parcours indiqué, la loi des mailles s'écrit :
A retenir :
- Les lois de Kirchhoff sont essentielles pour analyser les circuits électriques.
- La Loi des Nœuds dit que la somme des courants qui entrent dans un nœud est égale à la somme des courants qui en sortent (conservation de la charge).
- La Loi des Mailles dit que la somme des tensions le long d'un chemin fermé (une maille) est nulle (conservation de l'énergie).
- Ces lois permettent de calculer les valeurs inconnues (courants, tensions) dans un circuit.