Définition
Loi des mailles de Kirchhoff
Dans tout circuit électrique, la somme algébrique des différences de potentiel (tensions) le long de toute maille est nulle.
Maille
Une maille est un chemin fermé dans un circuit électrique qui ne passe pas deux fois par la même connexion sans revenir au point de départ.
Tension
La tension est la différence de potentiel électrique entre deux points, mesurée en volts.
Courant
Le courant est le flux de charge électrique passant à travers une section donnée, mesuré en ampères.
Application de la loi des mailles aux circuits en série
Dans un circuit en série, tous les composants sont connectés le long d'une seule boucle. La loi des mailles de Kirchhoff peut être utilisée pour déterminer la tension ou le courant dans un tel circuit. Comme la somme des tensions à travers les composants doit être égale à la tension totale fournie par la source, cela permet de calculer la tension ou le courant en connaissant certains paramètres du circuit.
Application de la loi des mailles aux circuits en parallèle
Dans un circuit en parallèle, les composants sont connectés en branches multiples. Chaque branche forme une maille. Pour chaque maille, la loi des mailles de Kirchhoff stipule que la somme des tensions autour de la maille est nulle. Cela signifie que, dans chaque branche parallèle, la tension totale est égale à la tension de la source.
Exemples de calculs utilisant la loi des mailles
Considérons un circuit simple comprenant une source de tension et trois résistances en série. En appliquant la loi des mailles, la tension totale de la source doit être égale à la somme des tensions à travers chaque résistance. Cela permet de calculer les valeurs individuelles de tension si la résistance et le courant sont connus. De même, pour les circuits en parallèle, en utilisant la loi des mailles, le calcul de la répartition de la tension ou du courant dans chaque branche devient possible.
Limitations et conditions d'application
Bien que la loi des mailles soit un outil puissant pour analyser les circuits électriques, elle a ses limitations. Elle ne peut pas être utilisée pour évaluer des circuits où des composants non linéaires ou des courants alternatifs complexes sont présents sans méthodes d'analyse supplémentaires. De plus, elle suit les conventions de signe où les tensions de montée sont positives, et les tensions de chute sont négatives.
A retenir :
La loi des mailles de Kirchhoff est essentielle pour analyser les circuits électriques, fournissant une méthode pour assurer que l'énergie est conservée dans un circuit fermé. Elle est applicable aussi bien aux circuits en série qu'en parallèle, permettant de calculer les tensions et courants lorsque ceux-ci ne sont pas directement mesurables. Toutefois, la compréhension de ses limitations est fondamentale pour son application correcte. Les circuits complexes peuvent nécessiter des techniques supplémentaires pour une analyse complète.
