Comment utiliser un diviseur de courant dans un circuit pour équilibrer la distribution de courant entre plusieurs branches et optimiser les performances électriques.
Comment utiliser un diviseur de courant dans un circuit ?
Dans le domaine de l’ingénierie électrique, un diviseur de courant est un circuit composé principalement de résistances placées en parallèle, permettant de partager le courant total entrant entre différentes branches du circuit. Cela permet de contrôler et de distribuer l’énergie électrique de manière appropriée aux composants individuels. Voyons comment fonctionne un diviseur de courant et comment l’utiliser dans un circuit.
Principes de base d’un diviseur de courant
Un diviseur de courant se base essentiellement sur la loi d’Ohm et les règles des circuits en parallèle. Dans un circuit en parallèle, la tension reste constante à travers toutes les branches. Le courant total entrant \(I_{total}\) se divise entre chaque résistance selon leurs valeurs respectives.
- La loi d’Ohm est donnée par \(V = IR\), où \(V\) est la tension, \(I\) est le courant et \(R\) est la résistance.
- Dans un circuit en parallèle, la relation entre les courants et les résistances est : \[ I_{1} = \frac{V}{R_{1}}, \quad I_{2} = \frac{V}{R_{2}}, \quad I_{3} = \frac{V}{R_{3}}, \ldots \]
Calcul du courant dans chaque branche
Pour calculer le courant passant par chaque branche dans un diviseur de courant, suivez ces étapes :
- Calculez la résistance équivalente \(R_{eq}\) des résistances en parallèle en utilisant la formule : \[ \frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}} + \ldots \]
- Trouvez le courant total \(I_{total}\) à l’aide de la loi d’Ohm : \[ I_{total} = \frac{V}{R_{eq}} \] où \(V\) est la tension totale appliquée au circuit.
- Utilisez la formule de diviseur de courant pour trouver le courant dans chaque branche : \[ I_{n} = \frac{I_{total} * R_{eq} }{R_{n}} \] où \(I_{n}\) est le courant dans la résistance \(R_{n}\).
Exemple pratique
Supposons que nous ayons un circuit avec une tension totale de 10 V et deux résistances en parallèle de 5 Ω et de 10 Ω.
- Calculez la résistance équivalente \(R_{eq}\) :
\[ \frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{5} + \frac{1}{10} = 0.3 \implies R_{eq} = \frac{1}{0.3} = 3.33 \ \Omega \] - Calculez le courant total \(I_{total}\) :
\[ I_{total} = \frac{10 \ V}{3.33 \ \Omega} \approx 3 \ A \] - Calculez le courant dans chaque branche avec la formule du diviseur de courant :
- Pour \(R_{1} = 5 \ \Omega\) :
\[ I_{1} = \frac{3 \ A * 3.33 \ \Omega}{5 \ \Omega} \approx 2 \ A \] - Pour \(R_{2} = 10 \ \Omega\) :
\[ I_{2} = \frac{3 \ A * 3.33 \ \Omega}{10 \ \Omega} \approx 1 \ A \]
Applications courantes
Les diviseurs de courant sont utilisés dans de nombreuses applications pratiques, notamment :
- Limiter le courant à travers certains composants sensibles.
- Répartir le courant nécessairement pour différentes branches dans un circuit.
- Étalonnage et mesure de courants dans des instruments de test et de mesure.
En comprenant comment fonctionnent les diviseurs de courant et comment les appliquer correctement, les ingénieurs et les étudiants en électronique peuvent concevoir et gérer efficacement des circuits complexes.
