Énoncé


Les deux circuits ci-dessus sont alimentés par des générateurs de courant. Pour chacun d'eux :
1 - En appliquant le théorème de Thévenin, trouver le générateur de tension
équivalent vu des points
et
.
2 - En appliquant le théorème de Norton, trouver le générateur de courant
équivalent vu des points
et
.
3 - Vérifier à chaque fois que
.
Pour chaque circuit, calculer
en fonction du courant
délivré par le générateur, puis la résistance du circuit rendu passif en éteignant la source de courant Ces deux quantités donnent respectivement
et
ou
. Calculer ensuite le courant de court-circuit passant de
vers
dans un fil sans résistance. On obtient
, et on vérifie
.
Rappel de cours :
Réseaux électriques en régime continu : théorème de Thévenin, théorème de Norton.
Les composants électriques dipolaires : générateurs réels, équivalence entre générateur de tension et générateur de courant.
Exercice de référence sur les diviseurs de tension et de courant.
Le calcul de
se fait sans problème, en fonction du courant
délivré par le générateur, et fournit la fem
du générateur de tension. Se rappeler que
.
La résistance
s'obtient en faisant
dans chacun des circuits (attention : cela veut dire remplacer le générateur de courant par un interrupteur ouvert, ou encore le supprimer entièrement). La résistance
est aussi celle,
, du générateur de Norton.
Le courant
du générateur de Norton s'obtient en reliant
et
par un fil sans résistance. On calcule alors le courant passant dans ce fil (courant de court-circuit).
L'équivalence entre les deux générateurs est établie en vérifiant que
.
Circuit 1 :
1 -
;
.
2 -
est le courant passant dans
, soit
(diviseur de courant) ;
.
3 - Vérification immédiate en gardant les expressions de
et de
avec les conductances.
Circuit 2 :
1 –
;
(car
est dans une branche ouverte).
2 -
(car tout le courant issu du générateur passe dans le court-circuit) ;
.
3 - Vérification évidente.
Circuit 1 :
1a - Le courant issu du générateur ne passe pas dans
, puisqu'elle est dans une branche ouverte (on l'appelle "résistance morte"). Donc
passe intégralement dans
, aux bornes de laquelle on mesure
ou encore
.
Remarque : vu des points
et
, la source de courant
et la résistance
en parallèle sur cette source constituent un générateur réel de courant, que l'on peut transformer en un générateur de tension en associant une fem
en série avec la résistance
. On obtient immédiatement
.
1b – Eteindre la source de courant dans le circuit veut dire remplacer le générateur de courant par un fil de résistance infinie (donc s'opposant au passage de tout courant).
Le circuit est alors celui dessiné ci-dessous, qui montre que
et
sont en parallèle entre
et
.
Donc
.

2 – Replaçons le générateur de courant dans le circuit, et relions
et
par un fil sans résistance (court-circuit). Le courant
se partage en
en deux fractions
et
passant respectivement dans
et
, de telle manière que les différences de potentiel aux bornes de chaque résistance soient identiques. On peut donc écrire aux bornes de
, avec
la conductance équivalente aux résistances
et
en parallèle.
Soit
: on retrouve la relation du diviseur de courant, que l'on pouvait utiliser directement. Le courant
est aussi celui qui passe dans le court-circuit, donc
.
3 - On vérifie que
.
Circuit 2 :
1a - La fem
du générateur de Thévenin est la différence de potentiel aux bornes de
crée par le courant
qui l'a traversée, donc on a tout de suite
.
1b - Lorsque la source de courant est éteinte, le circuit est réduit à celui ci-dessous, où l'ont voit que la résistance entre les points
et
est
.
Donc
.

2 - Le fil sans résistance reliant
et
court-circuite la résistance
, donc tout le courant
issu du générateur passe dans ce fil :
.
3 - La vérification est particulièrement rapide, puisque
.