La loi des courants de Kirchhoff : une explication simple et claire des principes permettant de comprendre la distribution des courants dans un circuit électrique.
Qu’est-ce que la loi des courants de Kirchhoff ?
La loi des courants de Kirchhoff, également connue sous le nom de première loi de Kirchhoff ou loi des nœuds de Kirchhoff, est un principe fondamental en électricité qui s’applique spécifiquement aux circuits électriques. Cette loi a été formulée par Gustav Kirchhoff en 1845 et elle est essentielle pour analyser et comprendre le comportement des courants dans un réseau électrique complexe.
Définition de la loi des courants de Kirchhoff
La loi des courants de Kirchhoff stipule que la somme algébrique des courants entrants dans un nœud (ou un jonction) est égale à la somme algébrique des courants sortants de ce nœud. En d’autres termes, la somme des courants qui entrent dans un point de connexion (nœud) d’un circuit électrique doit être égale à la somme des courants qui en sortent.
Expression mathématique
La loi peut être exprimée mathématiquement comme suit :
- ∑Ientrée = ∑Isortie
Où :
- ∑Ientrée est la somme des courants entrants dans le nœud.
- ∑Isortie est la somme des courants sortants du nœud.
Application de la loi
Pour appliquer la loi des courants de Kirchhoff à un circuit donné, suivez les étapes suivantes :
- Identifiez tous les nœuds dans le circuit.
- Pour chaque nœud, faites l’inventaire des courants entrants et sortants.
- Écrivez une équation pour chaque nœud où la somme des courants entrants est égale à la somme des courants sortants.
- Résolvez les équations pour déterminer les valeurs des courants dans le circuit.
Exemple pratique
Supposons un circuit simple avec un nœud où trois fils se rejoignent. Les courants dans les fils sont les suivants :
- Ia = 3 A (amperes), entrant dans le nœud
- Ib = 2 A, sortant du nœud
- Ic = ? A, sortant du nœud
En appliquant la loi des courants de Kirchhoff :
- ∑Ientrée = Ia = 3 A
- ∑Isortie = Ib + Ic = 2 A + Ic
Alors, nous avons :
3 A = 2 A + Ic
En résolvant pour Ic :
Ic = 3 A – 2 A = 1 A
Donc, le courant sortant Ic est de 1A.
Conclusion
La loi des courants de Kirchhoff est un outil puissant et fondamental pour analyser les circuits électriques. En assurant que la somme des courants entrants dans un nœud est égale à la somme des courants sortants, cette loi permet de conserver la charge électrique et de maintenir un flux de courant stable dans les réseaux électriques complexes.
