Le théorème de Millman est une forme particulière de la loi des nœuds exprimée en termes de potentiel. Il est ainsi nommé en l'honneur de l'électronicien ukrainien Jacob Millman.
Dans un réseau électrique de branches en parallèle, comprenant chacune un générateur de tension parfait en série avec un élément linéaire, la tension aux bornes des branches est égale à la somme des forces électromotrices respectivement multipliées par l'admittance de la branche, le tout divisé par la somme des admittances..
On appelle l'admittance correspondant à l'inverse de l'impédance ().
. Avec selon le sens du courant .
Dans le cas particulier d'un réseau électrique composé de résistances :
On peut aussi le généraliser avec des générateurs de courants. S'il y a, toujours en parallèle, des courants (par exemple les courants provenant des générateurs de courant) connus injectés vers le même point M, alors on peut écrire :
On remarque que la présence de générateurs de courants ne modifie pas le dénominateur.
Démonstration
On considère le schéma ci-dessus..
Comme les branches (Zk ; Ek) sont en parallèle, on travaille avec les admittances, ce qui simplifie les calculs. Pour chaque branche (source de tension et impédance), on obtient, d'après la loi d'ohm :
(chaque courant est ainsi orienté vers le haut ; vers le point M)
Si on généralise avec des générateurs Ig de courants, on commence le même calcul ainsi :
soit :
en développant :
d'où :
Une démonstration peut en être faite rapidement en utilisant le théorème de Norton : Chaque branche peut être transformée en son générateur de Norton équivalent. La somme des intensités des courants débités par les générateurs de courant traverse alors une conductance égale à la somme des conductances de chaque branche. L’application de la loi d'ohm donne alors la tension à vide aux bornes du dipôle soit la relation donnée par le théorème de Millman.
Ce théorème s'utilise avantageusement si est nulle (par exemple, la tension différentielle d'un AOP en régime linéaire), le dénominateur n'a pas besoin alors d'être formulé.
Le théorème de Millman peut également s'écrire en potentiel plutôt qu'en différence de potentiel. ne désigne plus alors la tension mais le potentiel électrique au nœud considéré. Son énoncé est alors simplifié comme suit :