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Cours: Électrotechnique BMT & UFC

Diviseur de courant

Un diviseur de courant sert à répartir de manière ciblée un courant dans un montage en parallèle. Inversement, le diviseur de courant permet de calculer comment un courant se répartit dans un montage en parallèle. Comme le diviseur de tension, le diviseur de courant est défini pour le cas particulier de deux résistances. Si les valeurs des deux résistances changent, la répartition du courant change.

Si deux résistances R1 et R2 sont montées en parallèle, on a :

Diviseur de courant composé de R1 et R2
\[ \begin{gathered} U_1 = U_2 \\[4pt] I_1 = \frac{U_1}{R_1} \\[4pt] I_2 = \frac{U_2}{R_2} \\[4pt] I_0 = I_1 + I_2 \\[4pt] I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{U_2}{R_1} = \frac{R_2 \cdot I_2}{R_1} \\[4pt] I_0 = I_1 + I_2 = \frac{R_2}{R_1} I_2 + I_2 \\[4pt] \text{En multipliant par } \frac{R_1}{R_1}\text{ : } I_0 = \frac{R_2}{R_1} I_2 + \frac{R_1}{R_1} I_2 = \frac{R_1 + R_2}{R_1} I_2 \\[4pt] I_1 = I_0 \cdot \frac{R_2}{R_1 + R_2} \\[4pt] I_2 = I_0 \cdot \frac{R_1}{R_1 + R_2} \end{gathered} \]

Nous appelons les deux dernières formules les formules du diviseur de courant. Elles permettent de calculer un courant partiel sans connaître aucune tension du réseau. Il suffit de connaître le courant qui entre dans le montage en parallèle, ainsi que la valeur des deux résistances.

Ces formules ne s’appliquent exactement qu’au circuit dessiné. Si le montage en parallèle ne se présente pas sous cette forme, il faut d’abord l’y ramener en regroupant des résistances. Si l’on veut par exemple calculer avec le diviseur de courant le courant partiel dans R1 du circuit suivant, il faut d’abord regrouper R2 et R3 en R23 (montage en série).

Regroupement de R2 et R3 en R23
\[ \begin{gathered} R_{23} = R_2 + R_3 \\[6pt] I_1 = I_0 \cdot \frac{R_{23}}{R_1 + R_{23}} = I_0 \cdot \frac{R_2 + R_3}{R_1 + R_2 + R_3} \end{gathered} \]

Dans le diviseur de courant, le dénominateur contient toujours la somme des résistances. Le numérateur contient la résistance que le courant ne traverse pas, c’est-à-dire l’autre résistance.

Exercice : calculez le courant I2 dans le réseau suivant :

Montage en parallèle de trois résistances égales
\[ \begin{gathered} R_1 = R_2 = R_3 = 30\,\Omega \\[4pt] I_0 = 6\,\mathrm{A} \end{gathered} \]

Solution intuitive : le courant se répartit à parts égales entre les trois résistances égales. Dans la branche du milieu circule donc 1/3 du courant I0. On a ainsi I2 = 2 A. Pour la solution par le calcul, il faut d’abord regrouper les résistances R1 et R3, qui sont en parallèle. On a :

\[ R_{13} = R_1 \,||\, R_3 = \frac{R_1 \cdot R_3}{R_1 + R_3} = \frac{30\,\Omega \cdot 30\,\Omega}{30\,\Omega + 30\,\Omega} = 15\,\Omega \]

Le circuit simplifié a maintenant la forme standard du diviseur de courant.

Diviseur de courant composé de R2 et R13
\[ I_2 = I_0 \cdot \frac{R_{13}}{R_2 + R_{13}} = 6\,\mathrm{A} \cdot \frac{15\,\Omega}{15\,\Omega + 30\,\Omega} = 6\,\mathrm{A} \cdot \frac{1}{3} = 2\,\mathrm{A} \]

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