Par S. Hussain Ather • Mis à jour le 24 mars 2022
Les circuits électriques sont organisés soit en série, soit en parallèle. Dans une connexion en série, chaque élément se trouve sur le même chemin, de sorte que le même courant traverse chaque composant l'un après l'autre. Dans un arrangement parallèle, chaque composant a sa propre branche et le courant peut se diviser et se recombiner aux jonctions.
Un diagramme parallèle typique montre la borne positive d'une source de tension (+) connectée à un nœud et la borne négative (–) à un autre. À partir du nœud positif, le courant se divise en plusieurs branches, chacune se terminant au nœud négatif. La loi du courant de Kirchhoff garantit que le courant total entrant dans une jonction est égal au courant total qui en sort, tandis que la loi de la tension de Kirchhoff garantit que la somme des chutes de tension autour de toute boucle fermée est nulle.
Dans les circuits parallèles, la tension aux bornes de chaque branche est identique, égale à la tension source. Le courant se divise cependant entre les branches proportionnellement à leur conductance (l'inverse de la résistance). Ainsi, la branche avec la résistance la plus faible consomme le plus de courant, et la branche avec la résistance la plus élevée en consomme le moins.
Les circuits parallèles maintiennent la tension constante dans toutes les branches tout en permettant au courant de circuler simultanément sur plusieurs chemins. La loi d'Ohm s'applique à chaque branche, et les réseaux série-parallèle peuvent être analysés en combinant à la fois des règles série et parallèles.
Pour calculer la résistance totale des résistances en parallèle, utilisez la formule réciproque :
\(\displaystyle \frac{1}{R_{\text{total}}}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\frac{1}{R_3}+\dots+\frac{1}{R_n}\)
Par exemple, avec des résistances de 5Ω, 6Ω et 10Ω :
Une fois la résistance connue, appliquez la loi d'Ohm \(V=IR\) pour trouver les courants dans chaque branche, en vous rappelant que la tension aux bornes de chaque résistance est égale à la tension source.
Principales différences :
Dans un réseau en série, un seul circuit ouvert arrête tout le flux de courant. En revanche, un réseau parallèle maintient les autres succursales opérationnelles même si l'une d'elles ouvre.
Les circuits du monde réel combinent souvent les deux configurations. Par exemple, considérons les résistances R1 à R6 disposées de manière à ce que R1 et R2 soient parallèles (formant R5) et R3 et R4 soient parallèles (formant R6). Ces deux résistances combinées sont ensuite connectées en série :
Avec une source de 20 V, le courant total est de \(I_{\text{total}}=V/R_{\text{total}}\environ 8,37\,\text{A}\). La chute de tension aux bornes de chaque résistance combinée est ensuite calculée à l'aide de la loi d'Ohm, et les courants de branche individuels découlent de leurs résistances respectives.
Ces principes permettent aux ingénieurs de concevoir des systèmes électriques fiables et efficaces qui maintiennent une tension constante tout en fournissant de multiples voies de courant, une exigence fondamentale pour les infrastructures électriques résidentielles et industrielles.