Loi des mailles en électricité : définition


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Un circuit électrique est constitué généralement de plusieurs éléments ainsi que d'une source d'énergie pour les alimenter. Le circuit forme une boucle permettant au courant de circuler. Tous les composants qui constituent le circuit sont donc reliés entre eux. Il existe deux types d'installation de circuit électrique, qui sont le circuit monté en série et le circuit monté en dérivation.



Le montage en série est défini par l'installation du générateur, source de courant et les différents éléments montés sur une même ligne mais dont l'installation est effectuée en boucle de manière à ce que le circuit se referme au niveau du dipôle. Le montage en dérivation, également connu sous le nom de montage en parallèle, est défini par un montage des éléments en parallèle, comme son nom l'indique. À la base, il est effectué à l'image du montage en série. La disposition de certains composants est effectuée de la même manière que lors du montage en série. D'autres composants sont cependant installés parallèlement en deux points distincts, permettant au courant de circuler normalement de la borne A à la borne B du générateur. Chaque point d'intersection permettant le montage en parallèle est appelé « noeud ». Dans le domaine de la science physique en rapport avec les circuits électriques, deux lois ont été établies par le physicien d'origine allemande Gustave Kirchhoff, à savoir la loi des noeuds et la loi des mailles. Une maille est définie par une section du circuit électrique complète, dont les deux points d'intersection sont reliés aux bornes positives et négatives de l'élément source du circuit.


L'ensemble des branches d'une maille forme également un boucle. En effet, en faisant le tour complet d'une maille, l'on se retrouve au point de départ de cette section du circuit électrique. Arrivé à ce point, l'on remarque que le potentiel indiqué est le même que celui de sa valeur au départ. On peut alors conclure que la différence de potentiel de la maille est de valeur égale à zéro. Concernant cette dernière loi en particulier, ses recherches ont permis de déduire que le calcul de la somme algébrique des tensions dans une maille d'un réseau renvoie toujours à un résultat égal à zéro.


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La différence de potentiel entre deux points du circuit que l'on nommera A et B représente la tension du courant qui y circule. La tension est représentée par le symbole U et les potentiels respectifs à ces points sont représentés par Va et Vb. Le calcul permettant de déterminer la tension entre ces deux points est donc exprimée par la formule U = Vb - Va. Pour vérifier l'affirmation du physicien Gustave Kirchhoff, il suffit d'effectuer la somme algébrique entre toutes les tensions d'une maille. L'on remarque alors qu'elle donne constamment une valeur nulle. Pour vérifier cette affirmation, l'on peut se baser sur une expérience théorique. Elle consiste à établir un schéma représentant un circuit complet, avec tous les composants ainsi que le générateur. L'on effectue alors le traçage du sens de la circulation du courant associé à chaque dipôle sans oublier celui des tensions du courant.


L'on isole ensuite la maille, représentée par une partie du circuit dont les deux extrémités sont connectés à chaque pôle de la source. L'on remarque que si le sens de la maille suit celui de la tension reliée au dipôle, la tension est positive. Dans le cas contraire, elle est négative. Pour effectuer une expérience théorique, l'on peut considérer une maille représentée sur un schéma de forme rectangulaire. Elle est composée de quatre éléments dont un générateur. Les quatre points sur chaque angle situé entre chaque composant sont représentés par A, B, C et D en tournant dans le sens des aiguilles d'une montre. Le symbole Uad exprime la tension entre les points A et D représentant celle du générateur. Uab exprime celle du premier composant situé entre les points A et B. Ubc représente celle du composant entre B et C. Ucd exprime la tension de l'élément entre les points C et D. Pour obtenir la tension Uab, il suffit de se référer à la formule citée précédemment, d'où Uab = Vb - Va. La même formule est utilisée pour connaître la tension des autres éléments du circuit. L'on remarque que pour un circuit avec une tension négative, le sens de la circulation de la tension Uad, soit la tension au niveau du générateur est contraire au sens de la circulation de la tension au niveau des composants. Il existe deux méthodes pour effectuer le calcul de l'équation des mailles. La première méthode est définie par l'équation : Uad = Uab + Ubc+ Ucd. La seconde équation est définie par Uab+ Ubc+ Ucd - Uad = 0. Dans les deux cas, la somme des tensions dans une maille donne constamment une valeur nulle.

Le Mercredi 21 Avril 2010 à 11:55
Article écrit par Toli ()


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