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Diviseurs de Tension

Explication détaillée des diviseurs de tension : principes, calculs, applications, exemples pour les élèves du lycée.

Principe du diviseur de tension

Un diviseur de tension est un circuit simple constitué de deux résistances (R1 et R2) en série. Il permet de diviser une tension d'entrée (Vin) en une tension de sortie (Vout) plus faible.

La tension de sortie est proportionnelle à la résistance R2, par rapport à la résistance totale (R1 + R2). C'est-à-dire que la tension de sortie est plus grande si R2 est plus grand.

Formule du diviseur de tension :

Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2))

Cette formule est fondamentale pour comprendre et calculer les diviseurs de tension.

Calcul de la tension de sortie

Pour calculer la tension de sortie d'un diviseur de tension, il suffit d'appliquer la formule mentionnée ci-dessus.

Exemple :

Soit un diviseur de tension avec R1 = 100 Ω, R2 = 200 Ω, et Vin = 9 V.

Vout = 9 V * (200 Ω / (100 Ω + 200 Ω)) = 9 V * (200 Ω / 300 Ω) = 9 V * (2/3) = 6 V

La tension de sortie est donc de 6 V.

Applications des diviseurs de tension

Les diviseurs de tension ont de nombreuses applications en électronique :

  • Ajustement de niveaux de tension : Ils permettent d'obtenir une tension spécifique à partir d'une tension plus élevée.
  • Mesure de tensions : Ils peuvent être utilisés avec un multimètre pour mesurer des tensions supérieures à la plage de mesure du multimètre.
  • Détection de variations de résistance : En utilisant un capteur résistif (comme une thermistance ou une LDR) comme l'une des résistances du diviseur, on peut détecter des variations de température ou de luminosité en mesurant la tension de sortie.

Par exemple, un diviseur de tension peut être utilisé pour alimenter un microcontrôleur qui nécessite une tension de 3,3 V à partir d'une source de 5 V.

Précautions à prendre

Lors de l'utilisation d'un diviseur de tension, il est important de prendre certaines précautions :

  • Choisir des résistances appropriées : La valeur des résistances doit être choisie en fonction de la tension d'entrée et de la tension de sortie souhaitée. Il faut également tenir compte de la puissance que les résistances peuvent dissiper.
  • Tenir compte de l'impédance de charge : Si la tension de sortie est utilisée pour alimenter un circuit, l'impédance de ce circuit peut affecter la tension de sortie. Il est important de choisir des valeurs de résistance suffisamment basses pour que l'impédance de charge ait un impact négligeable.

Ce qu'il faut retenir

  • Un diviseur de tension est un circuit constitué de deux résistances en série qui divise une tension d'entrée.
  • La formule du diviseur de tension est : Vout = Vin * (R2 / (R1 + R2)).
  • Les diviseurs de tension sont utilisés pour ajuster les niveaux de tension, mesurer des tensions élevées et détecter les variations de résistance.
  • Il est important de choisir des résistances appropriées et de tenir compte de l'impédance de charge.

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FAQ

  • Pourquoi utilise-t-on deux résistances en série pour créer un diviseur de tension ?

    L'utilisation de deux résistances en série permet de diviser la tension d'entrée proportionnellement à leurs valeurs. La tension de sortie est prélevée au point de jonction entre les deux résistances.
  • Qu'est-ce que l'impédance de charge et comment affecte-t-elle un diviseur de tension ?

    L'impédance de charge est l'impédance du circuit qui est alimenté par la tension de sortie du diviseur. Si l'impédance de charge est faible, elle peut influencer la tension de sortie en réduisant son amplitude. Pour minimiser cet effet, il faut choisir des résistances de diviseur suffisamment basses.
  • Peut-on utiliser un diviseur de tension pour alimenter un circuit qui consomme beaucoup de courant ?

    Un diviseur de tension n'est pas idéal pour alimenter un circuit qui consomme beaucoup de courant, car une grande partie de la tension d'entrée sera dissipée sous forme de chaleur dans les résistances du diviseur. Dans ce cas, il est préférable d'utiliser un régulateur de tension.