Thévenin et Norton : De l’électricité au cerveau humain
En électronique, les théorèmes de Norton et Thévenin sont analogues et complémentaires. Et ces théorèmes forment un outil puissant d'analyse à disposition de l'apprenti électronicien. En effet, ils lui apprennent qu'en partant d'un circuit électronique inconnu, puis en en court-circuitant des parties, petit à petit, il va pouvoir redessiner l'intégralité du circuit initialement inconnu. Il va le découvrir et le connaître.
Des partisans de la doctrine New Age ont alors imaginé une analogie de principes avec le cerveau humain : et si court-circuiter des parties de notre cerveau pouvait nous amener à une compréhension plus précise et globale de son fonctionnement ? C'est alors que l'usage des drogues psychédéliques a commencé à faire irruption dans ces milieux, en particulier aux USA dans les années 60-70. Par exemple, le nom "The Doors", le célèbre groupe du légendaire Jim Morrison, faisait référence, selon son créateur, aux portes de la perception, elles mêmes ouvertes par la prise de LSD fournie par son premier dealer, un membre de Jefferson Airplane.
Revenons alors sur les théorèmes initiaux :
Tout circuit linéaire est équivalent à une source de courant idéale I, en parallèle avec une simple résistance R.
- Le courant de Norton est le courant entre les bornes de la charge lorsque celle-ci est court-circuitée
- La résistance de Norton est celle mesurée entre les bornes de la charge lorsque toutes les sources sont rendues inactives, en court-circuitant les sources de tension et en débranchant les sources de courant.
Un réseau électrique linéaire vu de deux points est équivalent à un générateur de tension parfait dont la force électromotrice est égale à la différence de potentiels à vide entre ces deux points, en série avec une résistance égale à celle que l'on mesure entre les deux points lorsque les générateurs indépendants sont rendus passifs.
- La tension de Thévenin est la tension calculée ou mesurée, entre les bornes A et B lorsque la charge est déconnectée (tension à vide).
- La résistance de Thévenin est la résistance calculée, ou mesurée, entre les bornes A et B lorsque la charge est déconnectée et que les sources sont éteintes : les sources de tension indépendantes sont remplacées par un court-circuit et les sources de courant indépendantes par un circuit ouvert.
Alors quelles sont les analogies de principes possibles avec le monde biologique de nos cerveaux ? Voire avec le monde des relations humaines ? C'est à chercher, mais remarquons qu'en matière de relations humaines, les mots de l'électronique : "tension", "résistance", "courant", "intensité", "puissance" ont également un sens. Si ces mêmes mots décrivent des choses de ces 2 mondes, c'est nécessairement qu'il y a des analogies entre ces mondes, et des analogies de principes entre ces concepts.
Il suffit de voir quelques travaux de recherches universitaires pour commencer à entrevoir les vastes possibilités d'un raisonnement par analogie sur ces points :
- "Des lois de l'induction aux théorèmes de Thévenin et de Norton"
Résumé : Les lois de Lenz et de l'auto-induction sont étudiées pour une boucle conductrice circulaire monotour, dans une gamme de fréquence de 1 Hz à 1 MHz. La fem en circuit ouvert et le courant de court circuit permettent au final d'obtenir les schémas équivalents de Thévenin et de Norton de la spire sous influence magnétique. La mesure de la tension en circuit ouvert met en oeuvre un amplificateur (de tension) large bande à bas bruit. La mesure du courant de court circuit est réalisée d'une part avec un amplificateur à transimpédance lui aussi large bande et à bas bruit et d'autre part en mesurant l'induction magnétique locale au voisinage de la spire fermée sur elle même. Cette dernière est comparée aux calculs analytiques et numériques. La comparaison des deux mesures du courant de court circuit permet de remonter à l'impédance d'entrée de l'amplificateur à transimpédance. Cette méthode peut être utilement étendue pour des circuits couplés (transformateur élémentaire, transformateur de flux) et pour l'étude de l'effet de peau.
- "Bruit en electronique"
Extrait : Le bruit limite les performances des dispositifs électroniques.
- "The equivalence of Norton and Thévenin ensembles"
Cet article est pour notre sujet le plus intéressant des 3. En effet, il réalise une première analogie (ou equivalence) entre le monde de l'électronique et celui de la thermodynamique. Voici son résumé en anglais : "In irreversible thermodynamics it is assumed that dissipative systems can be described by taking either the thermodynamic force or the thermodynamic flux as an independent state defining variable. Similarly in electric circuit theory it is assumed that any circuit can be represented by either a Norton (constant current) or a Thévenin (constant voltage) equivalent circuit. In this paper we sketch a statistical mechanical proof of this equivalence."
17 réactions à cet article
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Le théorèmes de Thévenin et de Norton sont en effet de outils puissants. Quand j’étais petit, j’avais entrepris de calculer le courant qui passe dans la résistance centrale lorsqu’on connecte 5 résistances comme dans le pont de Wheatstone. Je ne disposais que du théorème de Kirchhoff qui permet d’écrire un système de 5 équations linéaires à 5 inconnues. Ça prend deux pages de calcul.
À l’aide du théorème de Thévenin, ça prend deux lignes de calcul.-
@popov Il ne s’agit pas ici de faire des calculs.
@choucas Booba est un poète.
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Juste un aparté pour rendre hommage à Kirchoff qui a, avant Thevenin et Norton, énoncé des lois qui ont bien préparées le principe de modélisation par générateur « parfait » série ou parallèle.
Mais le savant était Allemand ce qui en France d’alors ne favorisait pas la reconnaissance.Concernant le pont de Wheatstone j’ai en mémoire un devoir de terminal.Il fallait établir la précision du système en connaissant la tolérance des 3 résistances et de la sensibilité du galvanomètre.Inutile de dire que l’ensemble de la classe a souffert. -
en partant d’un circuit électronique inconnu, puis en en court-circuitant des parties, petit à petit,
On crame à coup sûr une grande partie de celui-ci...
J’ai essayé !!
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@Le421 Mdr, c’est le risque.
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@Le421
On peut aussi « court-circuiter » avec une résistance connue ! -
@Robin des villes
Ah... Je plaisantais.
Votre exposé est intéressant.
Application bête et méchante.
Pourquoi cette fichue batterie, pourtant à 12.5V, refuse de faire démarrer la bagnole ?
Ben, parce qu’elle est fichue et sa résistance interne est devenue trop élevée.
Tiens, une astuce ancienne.
Je vidais ces batteries fichues en récupérant l’acide.
Un bon lavage interne à l’eau claire pour vider le tas de plomb tombé des électrodes internes.
C’est impressionnant ! Cette « poussière » de plomb cause justement la résistance interne.
Re-remplissage avec l’acide et complément pour obtenir le bon taux.
Ça repart pour un bon moment.
A condition d’avoir une batterie avec suffisamment de matière dedans.
D’ailleurs, une bonne batterie auto se reconnaît à son poids élevé. -
Le cerveau est un outil de gestion du corps humain, et un récepteur pour la conscience qui lui est extérieure.
Je ne sais pas si on peut faire quelque chose de cette notion qui se vérifie de plus en plus, mais on ne peut guère comprendre le cerveau si on passe à côté de ça. Sinon, on est comme un pygmée qui décortique un poste à transistor pour y trouver l’esprit qui est dedans et qui cause.Hélas, je suis nul en électronique.Mais j’admire ceux qui la comprennent.-
@doctorix
J’aurais une question sur cette conscience extérieure. Selon vous cette conscience est elle propre à l’être ? à un groupe ? commune à l’humanité ? commune à tout ? Ou peut être un peut tout ça à la fois selon des niveaux de conscience ?
Après tout, je peux me prendre à rêver, comme un pygmée qui écouterait la musique sortant d’un poste radio, sans comprendre d’où vient celle ci. -
Bonjour à tous,
Oula ! Ça me ramène à mes années de lycée.
En fait, ce n’est pas tout à fait exact. Le principe de Thévenin et Norton est qu’on peut remplacer un générateur inconnu par son modèle théorique vu de l’extérieur. Le modèle théorique est valable lorsqu’il reproduit fidèlement le comportement du générateur inconnu vis-à-vis des circuits extérieurs. Mais cela ne veut pas dire que le générateur inconnu est exactement identique au modèle théorique, il peut être beaucoup plus complexe comme une alimentation d’ordinateur, par exemple.Remplacer un processus plus ou moins complexe par un modèle théorique qui reproduit fidèlement son comportement pour l’extérieur est une méthode très utilisée par les techniciens. On la nomme souvent « méthode de la boite noire ». Boite noire car on ne voit pas comment c’est fait à l’intérieur.
J’ai utilisé cette méthode dans le domaine médical car le médecin spécialiste que j’avais consulté ne s’en sortait pas. C’était une pathologie bénigne mais qui avait fait crasher les automatismes du cerveau qui gèrent cette fonction. Le cerveau n’est pas un bloc monolithique. Il effectue de nombreuses tâches en même temps, des plus simples aux plus complexes comme la parole ou la pensée.
J’ai laissé ce médecin faire joujou avec son analyseur à 30 000€ et j’ai pris de quoi écrire, puis j’ai fait le recensement de tous les événements et phénomènes relatifs à cette pathologie. Petit à petit, j’ai établi le modèle théorique du processus en cours vu de l’extérieur. Je m’en suis tiré comme ça.Par contre, je ne sais pas si on peut utiliser la méthode de la boite noire pour des fonctions plus complexes que les automatismes.
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@Attila
Il effectue de nombreuses tâches en même temps, des plus simples aux plus complexes comme la parole ou la pensée.La parole, c’est certain.Mais pour la pensée, elle n’a pas besoin du corps physique.Si le pancréas fabrique l’insuline, le cerveau ne fabrique pas la pensée.Tant qu’on n’a pas compris ça on ne peut que se fourvoyer.Il n’est qu’à voir ces milliers de témoignages de personnes en coma dépassé, EEG plat, qui viennent raconter tous ce qui s’est passé dans la pièce à côté pendant leur réanimation, ou même à des centaines de km de là.C’et absolument irréfutable.Or un EEG plat signifie qu’un cerveau ne pourrait emmagasiner aucune information, selon la théorie neuronale.La conscience est distincte du corps physique. Et d’ailleurs elle lui survit : ce n’est plus une question de foi, mais de science. Elle lui survit même en s’enrichissant de nombreuses données, pouvant aller jusqu’à la connaissance universelle.En fait, le cerveau agit comme un récepteur, mais aussi un limiteur de pensée, un filtre, un carcan.Allez, dans 80 ans au plus, vous serez tous d’accord avec moi.
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Un indice ; toutes les grandes inventions se font, non pas à la fin d’une longue journée de travail, mais au petit matin, quand elles ne vous réveillent pas en pleine nuit.
C’est parce qu’à ce moment là, où vous êtes censé sortir d’un monde onirique détaché du réel, vous venez d’avoir un contact avec l’universel, où vous avez puisé l’idée du siècle.Demandez à n’importe quel inventeur.... -
@doctorix
je m’oppose, moi c’’est entre 13 h 00 et 14 h 45 que ca jicle d emon ce’r eau . -
@doctorix
Vous avez raison, on ne peut pas réduire la pensée au fonctionnement électrique du cerveau. Un article explique cela :
Neurosciences et rapport pensée-cerveau
.La pensée peut-elle se créer en dehors du cerveau ? C’est un autre débat. Si cela était vrai, logiquement, des pensée devraient pouvoir se développer toutes seules. Cela existe-t-il ?
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@Attila « on ne peut pas réduire la pensée au fonctionnement électrique du cerveau. Un article explique cela »
Il n’explique pas vraiment grand chose ! Et sa conclusion qui parle de « compréhension de l’âme humaine », bof
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@doctorix
Ne dit on pas que « la nuit porte conseil » ? -
@Attila
Et si on n’est pas au courant, qu’est-ce qui se passe ?
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