Exercice Résolu sur les Méthode des Mailles
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Dans le circuit ci-dessous, déterminer les courants dans les branches et leurs véritables sens.

 

Données du problème:

Résistances:

  • R1 = 0,5 Ω;
  • R2 = 0,5 Ω;
  • R3 = 1 Ω;
  • R4 = 0,5 Ω;
  • R5 = 0,5 Ω;
  • R6 = 3 Ω;
  • R7 = 1 Ω.

Batteries:

  • E1 = 20 V;
  • E2 = 20 V;
  • E3 = 6 V;

Solution:

Premièrement, on attribue arbitrairement un sens de courant à chaque maille du circuit. Dans la maille ABEFA, on a le courant i1 dans le sens horaire, et dans la maille BCDEB, on a également le courant i2 dans le sens horaire (Figure 1)

Figure 1

En appliquant la Loi des Mailles à la maille i1 à partir du point A dans le sens choisi, en ignorant la maille i2 (Figure 2)

Figure 2
\[ \begin{gather} \bbox[#99CCFF,10px] {\sum_n V_n=0} \end{gather} \]
\[ \begin{gather} R_2i_1+R_4(i_1-i_2)+E_2+R_5(i_1-i_2)+R_3i_1+R_1i_1-E_1=0 \end{gather} \]

en remplaçant les valeurs du problème

\[ \begin{gather} 0,5i_1+0,5(i_1-i_2)+20+0,5(i_1-i_2)+1i_1+0,5i_1-20=0 \\[5pt] 0,5i_1+0,5(i_1-i_2)+0,5(i_1-i_2)+1i_1+0,5i_1=0 \\[5pt] 0,5i_1+0,5i_1-0,5i_2+0,5i_1-0,5i_2+1i_1+0,5i_1=0 \\[5pt] 3i_1-i_2=0 \tag{I} \end{gather} \]

En ignorant la maille i1 et en appliquant la Loi des Mailles à la maille i2, on obtient d’après la Figure 3, à partir du point B

Figure 3
\[ \begin{gather} R_6i_2+E_3+R_7i_2+R_5(i_2-i_1)-E_2+R_4(i_2-i_1)=0 \end{gather} \]

en remplaçant les valeurs du problème

\[ \begin{gather} 3i_2+6+1i_2+0,5(i_2-i_1)-20+0,5(i_2-i_1)=0 \\[5pt] 3i_2+i_2+0,5i_2-0,5i_1-14+0,5i_2-0,5i_1=0 \\[5pt] -i_1+5i_2=14 \tag{II} \end{gather} \]

Avec les équations (I) et (II), nous avons un système de deux équations à deux inconnues (i1 et i2)

\[ \left\{ \begin{array}{l} \;3i_1-i_2=0\\ -i_1+5i_2=14 \end{array} \right. \]

en isolant la valeur de i2 dans la première équation

\[ \begin{gather} i_2=3i_1 \tag{III} \end{gather} \]

en remplaçant cette valeur dans la deuxième équation

\[ \begin{gather} -i_1+5\times 3i_1=14 \\[5pt] -i_1+15i_1=14 \\[5pt] 14i_1=14 \\[5pt] i_1=\frac{14}{14} \\[5pt] i_1=1\;\mathrm A \end{gather} \]

En remplaçant cette valeur dans l’équation (III)

\[ \begin{gather} i_2=3\times 1 \\[5pt] i_2=3\;\mathrm A \end{gather} \]

Dans la branche BE, un courant i3 circulera, donné par

\[ \begin{gather} i_3=i_2-i_1 \\[5pt] i_3=3-1 \\[5pt] i_3=2\;\mathrm A \end{gather} \]

Le sens du courant i3 sera le même que celui du courant i2 (le plus élevé).
Comme les valeurs des courants sont toutes positives, cela indique que les sens choisis dans la Figure 1 sont corrects. Les valeurs des courants sont i1=1 A, i2=2 A, et i3=3 A, et leurs sens sont indiqués dans la Figure 4.

Figure 4
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