tension/courant, moment de solitude devant mes bouquins

[herman]

Bonsoir,

J'ai soudain un doute sur les relations tension/courant en me remémorant le principe de superposition.

On sait qu'il peut y avoir une tension sans courant mais pas de courant sans tension. Pourtant, voici ce que dit le principe de superposition :

Source tension nulle -> remplacée par un court-circuit.
Source courant nulle -> remplacée par un circuit ouvert.

Alors pourquoi mettre un fils à la place d'une source de tension nulle ? Pour que du courant y passe ?

Il se fait tard il doit donc y avoir soit une erreur dans mes acquis soit une erreur dans mon raisonnement, merci d'avance pour la réponse ^^.
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[inviteb8a7a43c]

Bonjour,
Le courant passera dans le fil qui remplace "la source de tension nulle" si il y a une autre source de tension ou de courant qui reste dans le circuit pour le faire circuler.
Dans le principe de superposition, on passe par des étapes "fictives" ou l'on regarde ce qui se passe entre deux points en ne gardant qu'une des souces mises en jeu dans le circuit; ensuite on ajoute ...
Cordialement

[herman]

Et donc une source de courant nulle veut dire que le courant devient nulle ? (et non comme je pensais que la source n'AJOUTAIT PAS de courant à celui déjà existant)

[invite4b9cdbca]

ça dépend bien du nombre de sources que tu as dans le circuit, si je ne m'abuse...
Si tu as trois générateurs de courant identiques en parallèle, le courant dans ta maille "principale" sera de 3*I... Si tu en annules un, ça devient 2*I, etc.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite32018b4a]

Slt,

Déjà, il peut ne pas avoir de courant dans un circuit, mais parcontre pour ce même circuit, il peut y avoir de tension.
Par exemple, le cas d'un condensateur.
Mais inversement oui, si pas de tension donc pas de courant.

Pour répondre à la théorie de la superposition.
Alors pourquoi remplacer une source de tension par un court circuit, lorsque celle ci est nulle?? Tt simplement parce qu'un court circuit implique mettre un fil. Et on sait très bien que la tension aux bornes d'un fil est nulle (U=RI et résistance pratiquement nulle pour un fil).

ET une source de courant nulle par un circuit ouvert, car pour avoir un courant nul, il faut une impédance infinie (i=U/R).

Et sinon pour la théorie de superposition, elle dit qu'il faut laisser qu'une source à la fois, c'est à dire on impose les autres sources à zéro. Donc si dans un circuit à étudier possèdes 5 sources (Tension, ou courant), on aura 5 opérations, on ne laisse alimer qu'une source à la fois.

[polo974]

...
On sait qu'il peut y avoir une tension sans courant mais pas de courant sans tension.
...

reprenons au début...
U=R*I (formule de torture bien connue)

si R=0 (cas d'un fil idéal) alors U=0 quel que soit I

Donc "on sait" qu'il y a comme un erreur...

[gatsu]

reprenons au début...
U=R*I (formule de torture bien connue)

si R=0 (cas d'un fil idéal) alors U=0 quel que soit I

Donc "on sait" qu'il y a comme un erreur...

Ba oui mais la résistance de l'air est quasi-infinie

[herman]

Oui enfin rien ne dit que i est différent de 0.


Pourquoi parler de la résistance de l'air sinon au fait ?

[gatsu]

Oui enfin rien ne dit que i est différent de 0.


Pourquoi parler de la résistance de l'air sinon au fait ?

parce que tu parlais d'un condensateur. Et qu'habituellement entre les plaques d'un condensateur il y a de l'air. Ce qui explique pourquoi il n'y a pas de courant alors qu'il y a une tension en régime stationnaire.

[herman]

ah ok. Enfin ce n'est pas moi qui ait parlé des condensateurs ^^.

[polo974]

Oui enfin rien ne dit que i est différent de 0.
...

Moi, c'est le "on sait que" suivi de tu sais quoi qui m'a gentiment choqué.

Et ce n'est pas parce qu'à un moment donné on ne sait pas si le courant est différent de 0 qu'il faut affirmer qu'il est nul et surtout de manière systématique.

Donc pour répondre à ta question:
"Alors pourquoi mettre un fils à la place d'une source de tension nulle ?"
Tu as effectivement donné la bonne réponse:
"Pour que du courant y passe ?" ou disons puisse passer si besoin.

• Un générateur de tension fixe la tension présente à ses bornes, mais ne contrôle pas la quantité de courant qui passe.
• Un générateur de courant fixe un courant le traversant, mais ne contrôle pas la tension présente à ses bornes.

Ce sont les résistances (et les condensateurs et inductances quand les sources sont variables) qui permettent de créer des relations entre les courants et les tensions.

[herman]

Oui mais mon prof aussi affirme qu'il n'y a pas de courant sans tension (il l'a affirmait au tout début du cours).

Quelles connaissances as-tu pour affirmer le contraire ?

[behemerre]

Salut,

Oui mais mon prof aussi affirme qu'il n'y a pas de courant sans tension (il l'a affirmait au tout début du cours).

Quelles connaissances as-tu pour affirmer le contraire ?

Personne n'a affirmé le contraire !

Tout ce qu'ils t'ont dis c'est que :
-Il y'a deux sources de dipôles actifs : les générateurs de courant et les générateurs de tension

Générateur de tension: il impose une tension distincte indépendante de I, comme la pile de 9V par exemple : elle posséde une différence de potentiel de 9V, et tu peux faire varier l'intensitée par l'intermédiaire de "R" (générateur de Thévenin)

Générateur de courant: il impose un courant fixe indépendant de U, 1Ampère par exemple, qui ne varie pas au cours du temps, et alors tu peux faire changer la tension en faisant varier R (générateur de Northon)

Pour ce qui est de courant et de tension, il n'y a effictivement pas de courant sans tension, car le courant est la résultante de la tension (qui elle-même est la différence de potentiel entre de points, donc relative et pas absolue)
Pour prendre un exemple classique : la tension (ddp) est la différence entre deux hauteurs d'une colline par exemple, et la tension, c'est la quantité d'eau (de molécules d'H2O) qui s'écoulent par unité de temps entre les deux points

Si les deux pointes sont à égale hauteur, alors il n'y a pas de différence, donc pas de courant qui circule

voila pour le moment,
a+

[herman]

reprenons au début...
U=R*I (formule de torture bien connue)

si R=0 (cas d'un fil idéal) alors U=0 quel que soit I

Donc "on sait" qu'il y a comme un erreur...

Ici behemerre c'est remis en cause .

Sinon merci pour ton post.

[behemerre]

Salut,

Le fil idéal n'existe pas, et vu que l'on a I=U/R et que la résistance d'un conducteur est trés trés petite (mais non-nulle) on se retrouve avec un I trés grand dans le cas d'un court-circuit.

Et c'est pour cette raison que ces formules sont appliquables pour un conducteur ohmique

a+

[herman]

Oui je voulais juste te faire remarquer que quelqu'un avait bien dit qu'on pouvait avoir du courant sans tension ce qui est faux c'est tout .

[obi76]

Bmais pas de courant sans tension

Quoique dans certains cas si. Une bobine rendue supraconductrice peut avoir un courant sans tension. On "lance" le courant dedans avec une alim, on court-circuite ses bornes et on peut le laisser comme ça, le courant à l'interieur continuerra...

[behemerre]

Salut,

Oui je voulais juste te faire remarquer que quelqu'un avait bien dit qu'on pouvait avoir du courant sans tension ce qui est faux c'est tout

Je répond à cette personne (polo974) que le courant est le résultat de la tension, avec une résistance nulle on a :

1) La loi d'ohm qui ne s'applique plus, car appliquable UNIQUEMENT à un conducteur ohmique (donc présente une résistance ohmique)

2)L'on aura : I = U/R ==> I = U/0 ce qui est mathématiquement impossible (division par zéro) et physiquement impossible

J'éspère avoir éclairci tes doutes, si t'a d'autres questions, n'hésite pas

a+

[herman]

Merci mais mes doutes avaient déjà été éclaircis du coup ^^.

[invite32018b4a]

J'ajoute qqc, il faut faire la différence entre la théorique et la pratique.
E général, on suppose que des composants sont parfaits pour la théorie, mais par contre en pratique, on est dans le monde réél.
Donc pour simplifier des calculs, on néglige certaines grandeurs devant d'autres. Par exemple on dit que c=a+b et si a < 10 * b, alors on peut négliger b devant a.

Donc on peut simflier l'expression précédante par c=a.
Et c'est le même cas pour la résistance aux bornes d'un fil, elle est trés petite on peut dire qu'elle pratiquement négligeable (nulle ou précisément trés proche de 0). Donc dans ce cas si on fait un court circuit aux bornes d'un générateur de tension, comme a dit Polo974, il garde à ses bornes une tension constante et il controle pas le courant.
Donc loi d'ohm : i=U/R R tend vers zéro, donc I tend vers l'infi, en théorie.
Mais en réalité une source de tension comme une source de courant ont des capacités limités. Par exemple une source de tension peut fournir juqu'à 10A.
Au delà de ce courant, on crame la source.
Là on considère encore que le fil que t'as utilisé pour le court circuit peut supporter les 10A sans fondre.
En général les sources si elles sont bien conçues, ont une fusible de protection qui pete avant que la source ne crame.

Dernier chose, rien n'est parfait même pas le supraconducteur. c'est à dire la résistance à ses bornes est 1000 fois ou 100000000 fois plus petite que celle d'un conducteur cuivre (enfin je connais pas précisément ces grandeurs).

[b@z66]

Salut,

Je répond à cette personne (polo974) que le courant est le résultat de la tension, avec une résistance nulle on a :

1) La loi d'ohm qui ne s'applique plus, car appliquable UNIQUEMENT à un conducteur ohmique (donc présente une résistance ohmique)

2)L'on aura : I = U/R ==> I = U/0 ce qui est mathématiquement impossible (division par zéro) et physiquement impossible

J'éspère avoir éclairci tes doutes, si t'a d'autres questions, n'hésite pas

a+

C'est simplement une question de point de vue sur ce qui limite le courant dans un circuit. Prenons un exemple: on branche en série un générateur de tension E=10V, une résistance de 0 Ohm (R1) et une résistance de 10 Ohm (R2). Le courant dans le circuit va être limité par R2 (I=E/(R1+R2)=E/R2=1A) mais ce courant ne va pas provoquer de chute de tension dans R1 (U=R1.I=0V). On aura donc effectivement dans R1 un courant sans que l'on y ait une tension et cela se traduit "mathématiquement" par une indétermination (IdansR1=UdansR1/R1=0/0) comme l'a fait remarquer polo974. Cette indétermination est levée simplement en considérant que c'est en réalité R2 qui limite le courant.
La réponse à la question "peut-il y avoir un courant sans tension?" est donc oui et non. Oui si on s'intéresse à un élément particulier dans un circuit comme un court-circuit et non si on regarde globalement ce qui limite ou non le courant dans l'ensemble du circuit.

[polo974]

Oui je voulais juste te faire remarquer que quelqu'un avait bien dit qu'on pouvait avoir du courant sans tension ce qui est faux c'est tout .

Affirmation gratuite!

Oui mais mon prof aussi affirme qu'il n'y a pas de courant sans tension (il l'a affirmait au tout début du cours).

Quelles connaissances as-tu pour affirmer le contraire ?

(ingénieur depuis plus de 20 ans, prof aussi, en passant...)

Attention au contexte: aux bornes d'une résistance, effectivement, il n'y a pas de courant sans tension, et vice versa et réciproquement!
Et n'essaye pas de faire dire à ton prof ce que tu crois avoir entendu!!!

Par contre sur un conducteur parfait, quelque soit le courant, la tension aux bornes est nulle.

Pour ceux qui disent qu'il n'y a pas de conducteurs parfaits, il faut se rappeler que les équations s'occupent de composants parfaits, ensuite, c'est à l'utilisateur de cette théorie de tenir compte ou non des éléments parasites en les ajoutant dans son schéma, en le compliquant à souhait pour obtenir une meilleure précision (la plupart du temps inutile)...

Par contre, c'est ainsi que lorsqu'on monte en fréquence, une inductance finit parfois (trop souvent...) par avoir un effet capacitif prépondérant et inversement, une capa un effet selfique prépondérant. Mais en utilisant un schéma plus fidèle du composant réel, on peut en tenir compte dans les calculs, et même parfois en profiter!!!

Pour le moment, il vaut donc mieux considérer les composants parfaits et si le calcul (s'il est juste) donne un courant ou une tension infini, il faut savoir qu'en pratique, soit le générateur n'arrive pas à fournir, soit ça fume... et le schéma change tout seul...

[herman]

Deux choses :

1) Si je t'ai blessé en remettant en cause tes connaissances ce n'était pas le but

2) Je sais très bien ce qu'a dit mon prof, il nous a pris l'exemple d'une gouttière même (je m'en souviens parfaitement).

[invite32018b4a]

Je reviens sur la question : "est ce qu'il peut y avoir de courant sans tension ??

Ma réponse est oui et non.

Déjà, il faut savoir que le courant = courant de conduction + conrant de diffusion.
Le courant de conduction : né suite à une différence de potentielle.
Et le courant de diffusion : né suite une différence de concentration des charges.


Oui : quand il y a une jonction. Par exemple dans le cas d'une diode, la jonction PN.
Et dans ce cas, s'il n'y pas de tension, on a un courant de diffusion qui est dû
à la différence de concentration des charges des 2 côtés de la jonction.

Non : pour un fil conducteur dans un circuit ne contenant pas de jonction,
les charges sont bien réparties dans le conducteur, donc pas de courant de diffusion.
Mais par contre il peut y avoir que du courant de conduction.
Donc si c'est un circuit fermé, pour avoir du courant, alors il faut une différence de potentielle
donnée par une source de tension, par exemple.
Ou encore vu que c'est un circuit fermé, d'après phénomène fondamental d'induction électromagnétique
découvert par Faraday, si il y a à l'approximité une variation du champ magnétique, alors un champ
électrique sera créé.

e=-d(phi)/d(t)

un champ électrique est relié à la potentielle par E=-grad(V), donc différence de potentielle,
d'où la création de courant.

[b@z66]

Non : pour un fil conducteur dans un circuit ne contenant pas de jonction,
les charges sont bien réparties dans le conducteur, donc pas de courant de diffusion.
Mais par contre il peut y avoir que du courant de conduction.
Donc si c'est un circuit fermé, pour avoir du courant, alors il faut une différence de potentielle

Sauf si on considère des éléments de conductivité infinie dans le circuit: c'est ce que l'on fait généralement en "idéalisant" les connexions entre composants (fils de connexion de résistance nulle).

[b@z66]

Ou encore vu que c'est un circuit fermé, d'après phénomène fondamental d'induction électromagnétique
découvert par Faraday, si il y a à l'approximité une variation du champ magnétique, alors un champ
électrique sera créé.

e=-d(phi)/d(t)

un champ électrique est relié à la potentielle par E=-grad(V), donc différence de potentielle,
d'où la création de courant.

Dans l'exemple que tu prends ici, on a au contraire un champ électrique quasi-idéalement nul dans le bobinage d'un induit (si on considère la conductivité du bobinage elle aussi quasi-infinie, la relation J=sigma.E est toujours valable). Le champ électrique induit par un champ magnétique que tu évoques se retrouve en principe quasi-compensé par un autre champ électrique provenant d'une polarisation externe (générateur branché sur une self ou apparition d'une différence de charge entre les deux bornes du secondaire d'un transfo, par exemple).

[polo974]

Deux choses :

1) Si je t'ai blessé en remettant en cause tes connaissances ce n'était pas le but

2) Je sais très bien ce qu'a dit mon prof, il nous a pris l'exemple d'une gouttière même (je m'en souviens parfaitement).

3 points de suture à mon égo (même pas mal...)

En fait mes réponses se situaient en fonction du post initial, où il était question des premières lois (règles, principes, ...) dont celle de la superposition qui n'est d'ailleurs applicable que si tous les éléments du circuits sont linéaires (pas de diodes ou autres sources de saturation).

Et donc à ce niveau, on considère les éléments comme parfaits.

C'est une vue théorique assez schématique de la réalité, mais elle permet une approche assez juste de beaucoup de circuits dans une certaine plage de fonctionnement.

Donc, comme on peut avoir une tension sans courant aux bornes d'un condensateur parfait, on peut avoir un courant circulant dans une inductance parfaite refermée sur elle même sans tension aux bornes, en tout cas en théorie.
Mais comme l'isolant parfait est plus facile à approcher que le conducteur parfait...
Un peu comme il est plus facile de stocker de l'énergie en élevant une masse que de la stocker dans un volant d'inertie tournant à une vitesse folle.