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La figure représente un circuit électrique avec deux montages différents. Parmi les propositions suivantes, comment peut-on comparer la différence de potentiel aux bornes l’ampoule dans les deux montages ? (A) La différence de potentiel aux bornes de l’ampoule dans le montage 1 est égale à deux fois la différence de potentiel aux bornes de l’ampoule dans le montage 2. (B) La différence de potentiel aux bornes de l’ampoule dans le montage 2 est égale à deux fois la différence de potentiel aux bornes de l’ampoule dans le montage 1. (C) La différence de potentiel aux bornes de l’ampoule dans le montage 2 est nulle, mais elle est supérieure à zéro dans le montage 1. (D) La différence de potentiel aux bornes de l’ampoule est la même dans les deux montages.
Dans cette question, on nous donne deux schémas électriques comprenant une ampoule reliée à une pile. Dans le montage 1, un seul voltmètre est connecté en parallèle avec l’ampoule. Alors que dans le montage 2, il y a deux voltmètres connectés en parallèle avec l’ampoule. Cela signifie que dans le montage 1, le circuit se divise en deux branches parallèles en ce point, qui se rejoignent ensuite en ce point. Dans le montage 2, le circuit se divise en branches qui se rejoignent aux mêmes points, mais cette fois il y a trois branches parallèles.
Rappelons que lorsque nous avons plusieurs branches parallèles dans un circuit, le courant se divise entre les branches, mais la différence de potentiel aux bornes de chaque branche parallèle est la même. Dans les montages donnés, nous avons une ampoule sur une des branches parallèles et un ou deux voltmètres reliés aux bornes de l’ampoule sur les autres branches.
Lorsqu’on connecte un voltmètre comme celui-ci en parallèle à un composant, cela signifie que le voltmètre est utilisé pour mesurer la différence de potentiel aux bornes du composant. Dans ce cas, il n’y a pas d’autres composants dans le circuit à part la pile et les composants sur les branches parallèles. Dans les deux cas, la différence de potentiel aux bornes de chacune des branches parallèles doit être égale à la différence de potentiel fournie par la pile, que nous avons appelée ici 𝑉 indice pile. Cela ne change pas si on ajoute un nombre quelconque de branches parallèles supplémentaires. La différence de potentiel aux bornes de l’ampoule est donc la même dans les deux montages et elle est égale à la différence de potentiel fournie par la pile.
Cela signifie que la bonne réponse est la proposition (D). La différence de potentiel aux bornes de l’ampoule est la même dans les deux montages.