Sources de tension et sources de courant (DC)

Dans un circuit électrique, il faut une source pour créer la tension et le courant. En courant continu (DC), on distingue deux modèles idéalisés très utilisés :

• la source de tension,
• la source de courant.

Ces modèles simplifient l'analyse des circuits et aident à comprendre le comportement réel des générateurs (batteries, alimentations, modules photovoltaïques…).

1. Source de tension idéale

Une source de tension idéale impose une tension constante entre ses deux bornes, quel que soit le courant qui la traverse (dans une certaine limite).

• Exemples :
  • batterie \(12\ \mathrm{V}\) (modèle simplifié)
  • alimentation de laboratoire réglée à \(5\ \mathrm{V}\)

• Le symbole est souvent un générateur avec la tension notée à côté (par ex. \(12\ \mathrm{V}\)).

Dans ce modèle :

• la tension \(U\) est fixe (par exemple \(12\ \mathrm{V}\)),
• le courant \(I\) s'adapte en fonction de la résistance du circuit.

Exemple :

• \(U = 12\ \mathrm{V}\)
• Si on branche \(R = 6\ \mathrm{\Omega}\) → \(I = 12 / 6 = 2\ \mathrm{A}\)
• Si on branche \(R = 3\ \mathrm{\Omega}\) → \(I = 12 / 3 = 4\ \mathrm{A}\)

La source "fournit ce qu'il faut" comme courant pour maintenir \(12\ \mathrm{V}\) (tant qu'elle le peut).

2. Source de courant idéale

Une source de courant idéale impose un courant constant dans le circuit, quelle que soit la tension à ses bornes (dans une certaine limite).

• Elle est modélisée comme un symbole de courant fixe \(I\) (par exemple \(2\ \mathrm{A}\)).

Dans ce modèle :

• le courant \(I\) est fixe (par exemple \(2\ \mathrm{A}\)),
• la tension \(U\) s'adapte en fonction de la résistance du circuit.

Exemple :

• \(I = 2\ \mathrm{A}\)
• Si on branche \(R = 4\ \mathrm{\Omega}\) → \(U = R \times I = 4 \times 2 = 8\ \mathrm{V}\)
• Si on branche \(R = 10\ \mathrm{\Omega}\) → \(U = 10 \times 2 = 20\ \mathrm{V}\)

La source "ajuste" la tension pour maintenir le courant constant (tant qu'elle en est capable).

3. Générateurs réels

En réalité, aucune source n'est parfaitement idéale :

• une batterie ne peut pas fournir un courant infini, ni garder exactement \(12\ \mathrm{V}\) sous toute charge ;
• un générateur de courant a une tension maximale au-delà de laquelle il décroche.

On modélise souvent les sources réelles avec :

• une source de tension idéale + une petite résistance interne en série, ou une source de courant idéale + une résistance interne en parallèle.

4. Lien avec le photovoltaïque (aperçu)

Le module photovoltaïque se comporte :

• plutôt comme une source de courant dans une partie de sa courbe \(I\)–\(V\) (courant quasiment constant pour une grande plage de tension),
• puis plutôt comme une source de tension autour de la tension à vide.

Dans ce chapitre d'électricité générale, on retient surtout :

Certains générateurs se rapprochent davantage d'une source de tension (batterie, alimentation).

D'autres se comportent parfois comme une source de courant (modules PV dans certaines conditions, générateurs de courant).

Les chapitres sur le photovoltaïque détailleront cette courbe \(I\)–\(V\) et le point de puissance maximale (MPP).