Par S. Hussain Ather, mis à jour le 24 mars 2022
Source de l'image :Kynny/iStock/GettyImages
Circuits parallèles ou en série
Les appareils électriques de la vie quotidienne reposent sur deux stratégies de câblage de base :parallèle et série. Dans un circuit en série, tous les composants sont connectés bout à bout dans une seule boucle fermée. Dans un circuit parallèle, chaque composant est connecté aux deux mêmes nœuds, créant des branches distinctes partageant la même source de tension.
Distinctions clés :
- Série – Le courant est le même dans chaque élément ; la tension se divise entre les composants.
- Parallèle – La tension est identique sur chaque branche ; les divisions actuelles entre les branches.
Lois fondamentales pour l'analyse
Les deux configurations obéissent aux deux règles de Kirchhoff :
- La somme des chutes de tension autour de toute boucle fermée est égale à zéro.
- À n'importe quelle jonction, la somme algébrique des courants entrants est égale à la somme sortante.
Loi d'Ohm (V = I R ) s'applique à chaque élément et à l'ensemble du circuit.
Calcul de la résistance totale
Série :
R_total = R1 + R2 + R3 + …
Parallèle :
1 / R_total = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 + …
Circuits hybrides (série-parallèle)
De nombreux circuits du monde réel combinent les deux arrangements. L'approche standard consiste à réduire le réseau étape par étape :
- Identifiez les sous-circuits purement en série ou purement parallèles.
- Remplacez chaque sous-circuit par sa résistance équivalente.
- Réappliquez les règles de Kirchhoff au réseau simplifié.
Circuits CA et impédance
Lorsque la source alterne, les éléments résistifs se comportent différemment des condensateurs et des inductances. L'opposition combinée au courant est appelée impédance (Z ).
Impédance série RLC :
Z = √[R² + (X_L – X_C)²]
où
X_L = ωL et
X_C = 1/(ωC) avec
ω la fréquence angulaire.
Impédance RLC parallèle (admittance Y = 1/Z ):
1 / Z = √[1 / R² + (1 / X_L – 1 / X_C)²]
Implications pratiques
- Éclairage – Les lumières de la maison sont câblées en parallèle afin qu'une ampoule grillée n'affecte pas les autres.
- Appareils – Les moteurs et les éléments chauffants sont généralement en série ou en série-parallèle en fonction de la tension et du courant requis.
- Traitement du signal – Les filtres utilisent des combinaisons RLC pour façonner les réponses en fréquence.
Principaux points à retenir
- Série :courant constant, division de tension.
- Parallèle :tension constante, courant divisé.
- Les règles de Kirchhoff et la loi d'Ohm fournissent les outils analytiques.
- Les circuits CA introduisent une impédance ; Les formules RLC régissent le comportement.
- Les circuits hybrides sont résolus par réduction progressive.