Théorème de Superposition dans les Circuits Électriques
Le théorème de superposition est une méthode efficace utilisée en génie électrique pour analyser les circuits linéaires et invariants dans le temps comportant plusieurs sources (sources de tension ou de courant). Selon ce théorème, la réponse (tension ou courant) dans n’importe quelle branche d’un circuit linéaire doté de plusieurs sources indépendantes peut être déterminée en considérant l’effet individuel de chaque source agissant seule, tandis que toutes les autres sources sont désactivées (les sources de tension sont remplacées par des courts-circuits, et les sources de courant par des circuits ouverts). La réponse totale dans le circuit est la somme algébrique des réponses causées par chaque source indépendante.
Application du Théorème de Superposition
Pour appliquer le théorème de superposition, suivez ces étapes :
Identifiez toutes les sources de tension et de courant indépendantes dans le circuit.
Pour chaque source indépendante, neutralisez toutes les autres sources :
Remplacez les sources de tension indépendantes par des courts-circuits (un fil, qui a une résistance nulle).
Remplacez les sources de courant indépendantes par des circuits ouverts (une interruption dans le circuit, qui a une résistance infinie).
Analysez le circuit avec seulement une source agissant à la fois, et calculez la réponse désirée (tension ou courant) dans le circuit. Utilisez des techniques d’analyse de circuit appropriées, telles que la loi d’Ohm, les lois de Kirchhoff, ou l’analyse de tension de nœud.
Après avoir analysé le circuit avec chaque source indépendante agissant seule, additionnez les réponses individuelles pour trouver la réponse totale dans le circuit.
Il est important de noter que le théorème de superposition n’est applicable qu’aux circuits linéaires et invariants dans le temps. Il ne s’applique pas aux circuits comportant des composants non linéaires, tels que les diodes ou les transistors, ou des composants variant dans le temps, comme les interrupteurs.
Autres Théorèmes de Circuit
Les théorèmes de circuit sont des outils essentiels pour analyser et simplifier des circuits électriques complexes. Ces théorèmes aident les ingénieurs et les techniciens à trouver des circuits équivalents, à résoudre des quantités inconnues et à optimiser la performance des circuits. Parmi les théorèmes de circuit les plus importants, on trouve :
La loi d’Ohm
Les lois de Kirchhoff
Le théorème de Thévenin
Le théorème de Norton
Le théorème de Superposition
Le théorème du Transfert de Puissance Maximum
Les transformations Delta-Wye (Δ-Y) et Wye-Delta (Y-Δ)
Conclusion
Le théorème de superposition est particulièrement utile lors de l’analyse de circuits avec plusieurs sources et simplifie l’analyse en se concentrant sur une source à la fois. Cette approche aide à identifier la contribution de chaque source à la réponse globale du circuit. En comprenant et en appliquant ce théorème, ainsi que d’autres théorèmes de circuit, les ingénieurs et les techniciens peuvent aborder de manière plus efficace les défis liés à l’analyse et à la conception de systèmes électriques complexes.
