diviseur de tension carte mentale

Comprendre le sujet

Le diviseur de tension, ou pont diviseur, est un circuit simple de deux résistances en série qui produit une tension de sortie inférieure à la tension d'entrée. La carte mentale présente la formule de sortie, le rôle de la résistance de charge, les potentiomètres réglables et les applications typiques comme la lecture de capteurs ou le réglage du niveau d'un signal.

Fonctionnement du pont diviseur
Dans un diviseur de tension, deux résistances R1 et R2 sont branchées en série entre une tension d'entrée Vin et la masse. Le même courant traverse les deux résistances, donc chaque résistance supporte une chute de tension proportionnelle à sa valeur. La tension de sortie est prélevée aux bornes de R2 et vaut Vout = Vin × R2 / (R1 + R2). Si les deux résistances sont égales, la sortie vaut la moitié de l'entrée. Ce montage passif ne fournit aucune énergie : il ne fait que répartir la tension disponible, et toute la puissance non consommée par la charge est dissipée en chaleur dans les résistances.

L'effet de la charge, la principale limite
La formule idéale suppose qu'aucun courant ne sort du point milieu. En réalité, la charge branchée sur la sortie se comporte comme une résistance en parallèle avec R2, ce qui réduit la résistance équivalente et fait chuter la tension de sortie. Pour limiter cet effet, on choisit des résistances de diviseur nettement plus faibles que la charge, au prix d'une consommation accrue. C'est pourquoi un pont diviseur convient pour générer une référence ou un signal, mais pas pour alimenter un circuit qui tire un courant variable : un régulateur de tension est alors préférable.

Capteurs et potentiomètres
Le diviseur de tension est très utilisé avec des capteurs résistifs. Une thermistance, une photorésistance ou une résistance dépendant de la force est placée à la place de R2 : quand la grandeur physique mesurée change, la résistance change, donc la tension de sortie varie et peut être lue par un convertisseur analogique-numérique. Le potentiomètre généralise ce principe : son curseur se déplace le long d'une piste résistive, ce qui fait varier le rapport R2/(R1+R2) de façon continue. On l'utilise pour les réglages de volume, d'étalonnage ou de consigne sur de nombreux appareils.

Exemple chiffré et méthode
Prenons Vin = 9 V avec R1 = R2 = 10 kΩ. La formule donne Vout = 9 × 10/(10+10) = 4,5 V. Branchons maintenant une charge de 10 kΩ sur la sortie : R2 équivalent devient 10 kΩ en parallèle avec 10 kΩ, soit 5 kΩ. La sortie devient 9 × 5/(10+5) = 3 V, bien loin des 4,5 V espérés. La méthode à retenir : identifier les valeurs, remplacer R2 par la résistance équivalente avec la charge si nécessaire, appliquer la formule, puis vérifier que le résultat reste plausible et inférieur à la tension d'entrée.