Par Lee Johnson, mis à jour le 24 mars 2022

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Les bases des circuits électriques

L’électricité nécessite une boucle complète pour circuler. Un circuit est un chemin conducteur fermé qui permet aux électrons de voyager d'une source d'alimentation, telle qu'une batterie, à un appareil (résistance, ampoule, etc.) et inversement. Rompre la boucle avec un interrupteur arrête le courant et éteint l'appareil.

Termes clés :

• Différence de tension : L'énergie potentielle électrique par unité de charge entre deux points. Par exemple, une batterie de 5 V fournit une différence de potentiel de 5 volts entre ses bornes (1 V =1J/C).
• Actuel : Le flux de charge, mesuré en ampères (A). Un ampère équivaut à un coulomb de charge par seconde.
• Résistance : Opposition au flux de courant, mesurée en ohms (Ω). Un conducteur avec 1 Ω de résistance aux bornes de 1 V permettra 1 A de courant.

La loi d'Ohm relie ces quantités :V =I × R .

Circuits série ou parallèles

Les composants peuvent être disposés de deux manières principales :

• Série : Tous les composants se trouvent sur un seul chemin. Le même courant traverse chaque composant de manière séquentielle.
• Parallèle : Le chemin se divise en plusieurs branches, chacune transportant une partie du courant total. La tension aux bornes de chaque branche est la même.

Dans un circuit en série, la résistance totale est la somme des résistances individuelles :

R_total =R₁ + R₂ + R₃ + …

Exemple :Pour les résistances 2Ω, 4Ω et 6Ω en série, la résistance totale est de 12Ω.

Dans un circuit parallèle, l'inverse de la résistance totale est égal à la somme des inverses de chaque résistance :

1/R_total =1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃ + …

Exemple :Pour les mêmes résistances en parallèle, le calcul donne une résistance totale d'environ 1,09 Ω.

Résolution de circuits mixtes série-parallèle

Les circuits complexes combinent souvent des sections en série et en parallèle. Divisez le circuit en parties gérables, calculez la résistance de chaque partie, puis combinez-les.

Illustration :Trois branches parallèles, où une branche contient trois résistances série (12Ω, 5Ω, 3Ω). La branche série totalise 20Ω. Avec les autres branches à 40Ω et 10Ω, la résistance globale est d'environ 5,7Ω.

Capacité en série et en parallèle

La capacité se comporte à l'opposé de la résistance :

• Série :1/C_total =1/C₁ + 1/C₂ + …, puis inverser pour trouver C_total .
• Parallèle : C_total =C₁ + C₂ + …

La même approche (analyser, simplifier, combiner) s'applique à tous les calculs de circuits.

Principaux points à retenir

• Circuits en série :ajoutez des résistances ; circuits parallèles :ajoutez des conductances (réciproques).
• Utilisez la loi d'Ohm pour les relations de tension, de courant et de résistance.
• Décomposez les réseaux complexes en séries plus simples et en groupes parallèles.
• Les calculs de capacité reflètent la résistance mais avec des relations réciproques en série.