Comprendre les circuits série simples : Principes clés et exemples pratiques

Ce guide présente les trois règles fondamentales régissant les circuits série, illustrées par des exemples clairs et vérifiées par simulation informatique.

Principes de base des circuits série

1. Cohérence du courant : Le même courant traverse chaque composant car il n'y a qu'un seul chemin.
2. Addition des résistances : La résistance totale égale la somme des résistances individuelles.
3. Division de tension : La tension d'alimentation égale la somme des chutes de tension aux bornes de chaque élément.

Exemple illustratif : Trois résistances et une batterie

Considérons un circuit simple avec une batterie 9 V alimentant trois résistances (3 kΩ, 10 kΩ, 5 kΩ) en série :

Application de la loi d'Ohm

Avec une source unique et arrangement série, le courant dans chaque résistance est identique. Cependant, la loi d'Ohm (I = E/R) doit s'appliquer à chaque résistance avec sa propre chute de tension et résistance. Dans un montage multi-résistances, on calcule d'abord la résistance équivalente :

Pour l'exemple : R_total = 3 kΩ + 10 kΩ + 5 kΩ = 18 kΩ.

Avec la résistance totale connue, le courant global est :

Résultat : I = 9 V / 18 kΩ = 0,5 mA (500 µA).

Détermination des chutes de tension individuelles

En utilisant le courant établi, la loi d'Ohm sur chaque résistance donne :

Vérification : 1,5 V + 5 V + 2,5 V = 9 V, correspondant à l'alimentation.

Analyse simplifiée par la méthode du tableau

La méthode du tableau organise tous les paramètres du circuit, assurant l'application correcte de la loi d'Ohm dans chaque colonne :

Étape par étape, on remplit les valeurs connues, calcule la résistance totale, déduit le courant total, puis rétro-calcule chaque chute de tension.

Vérification via simulation SPICE

Pour confirmer nos calculs manuels, nous avons utilisé SPICE. Le netlist ci-dessous décrit le circuit :

series circuit
v1 1 0
r1 1 2 3k
r2 2 3 10k
r3 3 0 5k
.dc v1 9 9 1
.print dc v(1,2) v(2,3) v(3,0)
.end

L'exécution produit :

v1	v(1,2)	v(2,3)	v(3,0)	i(v1)
9.000E+00	1.500E+00	5.000E+00	2.500E+00	-5.000E-04

Les chutes de tension simulées correspondent aux résultats manuels, et le courant calculé est 0,5 mA (signe négatif = convention de direction SPICE).

Points clés

• Tous composants d'un circuit série portent le même courant.
• Résistance totale = somme algébrique des résistances individuelles.
• Tension d'alimentation = somme des chutes de tension individuelles.

Exercices supplémentaires

Testez votre compréhension avec :

• Fiche pratique circuits série DC avec réponses
• Fiche manipulation équations algébriques pour circuits électriques

Pour calculs rapides, utilisez notre Calculateur loi d'Ohm dans la section Outils.