La loi de Kirchhoff s’applique sur un circuit électrique en se basant sur ses deux lois : loi des nœuds et loi des mailles. Elle nous permet de calculer la différence de potentiel entre les bornes des résistances, mais aussi l’intensité du courant continu. C’est l’étude de la conservation de l’énergie.
On utilise la loi de Kirchhoff lors de l’étude d’un pont diviseur de tension et de son montage. Celui-ci est souvent utilisé pour adapter la tension et transformer la résistance en voltage afin de pouvoir être détecté par l’Arduino.
Mais cela sert aussi très souvent lorsque l’on a besoin de diviseur de tension, c’est à dire lorsqu’on a besoin d’une tension inférieur mais proportionnelle à la tension initiale.
On rencontre souvent les ponts de diviseurs de tension dans la télécommunication.
1. Comment faire un pont diviseur de tension ?
Vous avez besoin d’utiliser un pont diviseur de tension, et vous avez quelque peu oublié vos cours d’électronique ? Il n’y a pas de soucis, il vous suffira de suivre ces quelques conseils, et vous pourrez faire cela de chez vous.
Ces conseils sont très détaillés, et même un débutant pourra apprendre comment faire le pont, n’hésitez pas à bien vous concentrer sur chaque étape :
- Tout d’abord, il faut connaître l’intérêt de ce que l’on va construire, en relisant ses cours. Il vous servira à comprendre que ce simple montage sera primordial pour d’autres montages ultérieurs.
- Ensuite, il vous faudra vous munir de tous les matériaux nécessaires, mais surtout de vous familiariser avec. Beaucoup de matériaux sont spécifiques à ce montage et d’autres seront recommandés, mais pas indispensables. Il vous faudra donc faire le tri avant de commencer à faire le montage.
- Plus tard, lorsque vous commencerez le travail, il vous faudra vous munir d’une plaque à essai ou plaque de test, et cela afin de tester le montage avant de créer le circuit définitif et imprimé. Cela vous permettra de réparer les erreurs probables avant la soudure et le montage définitif.
- Pour la réalisation proprement dite, il vous faudra connecter deux (ou plus si besoin) résistances au niveau des bords positifs et négatifs de la source que vous souhaitez mesurer.
- Il faudra faire sortir un câble entre les deux résistances et le faire aller vers l’entrée analogique par laquelle on souhaite lire la tension.
- Pour mesurer, cela dépendra si vous le faite avec un Arduino ou un Raspberry pi. Ensuite, dans les deux cas, il vous faudra faire certains calculs pour avoir la bonne valeur.
Ceci est un circuit électrique, et donc possiblement dangereux. Il vous faudra être très vigilant lors du montage et utiliser les outils adéquats pour cela.
2. Quels calculs pour un pont de diviseur de tension ?
Vous avez besoin, pour une quelconque raison, de calculer certaines choses lors de votre pose du diviseur ? Eh bien, il existe plusieurs informations à connaître pour les différents calculs concernant le pont diviseur de tension :
- Le principe du pont diviseur de tension repose sur la loi d’Ohm : La tension égale à la résistance fois le courant. De sorte que le courant sera le même pour chaque résistance dans le cas où l’on en place deux. En sachant que R1=R2 et que U1=U2, on pourra calculer la tension aux bornes de chaque résistance ainsi : Ux=Rx*I
- Lorsque la source positive sera vers la résistance 1 puis vers la 2 puis la masse, le rapport du pont diviseur sera ainsi R1 sur la somme de R1 + R2. Ce rapport sera constant et permettra de savoir quelle valeur vous devez mettre sur R1 et R2 pour avoir le rapport désiré.
- Lorsque les R et U seront déterminés, il ne restera plus qu’à calculer le courant et voir si les résistances pourront supporter sa puissance. Il faut que la spécification soit supérieure à la puissance électrique traversant les résistances. Pour calculer la puissance en watts, il faut multiplier la tension fois N le rapport du pont diviseur.
Cette puissance ne devra pas dépasser les spécifications. Ensuite, il faudra mesurer l’énergie gaspillée et cela afin de faire en sorte qu’il y ait le moins d’énergie perdue. Pour faire cela, il suffira de vous référer encore une fois à la loi d’Ohm.