Comprendre les Circuits Série-Parallèle : Fonctionnement et Importance

Dans les circuits série simples, tous les composants sont connectés bout à bout pour former un seul chemin pour le courant :

Dans les circuits parallèles simples, tous les composants sont connectés entre les mêmes deux ensembles de points électriquement communs, créant plusieurs chemins pour le courant d'une extrémité de la pile à l'autre :

Règles concernant les Circuits Série et Parallèles

Avec chacune de ces deux configurations de base, nous avons des ensembles de règles spécifiques décrivant les relations de tension, courant et résistance.

Circuits Série :

• Les chutes de tension s'additionnent pour égaler la tension totale.
• Tous les composants partagent le même courant (égal).
• Les résistances s'additionnent pour égaler la résistance totale.

Circuits Parallèles :

• Tous les composants partagent la même tension (égale).
• Les courants de branche s'additionnent pour égaler le courant total.
• Les résistances diminuent pour égaler la résistance totale.

Circuits Série-Parallèle

Cependant, si les composants sont connectés en série dans certaines parties et en parallèle dans d'autres, nous ne pourrons pas appliquer un seul ensemble de règles à chaque partie de ce circuit. Au lieu de cela, nous devrons identifier quelles parties sont en série et lesquelles sont en parallèle, puis appliquer sélectivement les règles série et parallèles selon les besoins pour déterminer ce qui se passe. Prenons le circuit suivant :

Ce circuit n'est ni série simple ni parallèle simple. Il contient des éléments des deux. Le courant sort du bas de la pile, se divise pour traverser R₃ et R₄, se rejoint, puis se divise à nouveau pour traverser R₁ et R₂, puis se rejoint à nouveau pour retourner au sommet de la pile. Il existe plus d'un chemin pour le courant (pas série), pourtant il y a plus de deux ensembles de points électriquement communs (pas parallèle).

Parce que le circuit est une combinaison des deux, nous ne pouvons pas appliquer les règles de tension, courant et résistance « à travers le tableau » pour commencer l'analyse comme nous le ferions si les circuits étaient d'un seul type. Par exemple, si le circuit ci-dessus était série simple, nous pourrions simplement additionner R₁ à R₄ pour obtenir une résistance totale, résoudre pour le courant total, puis résoudre pour toutes les chutes de tension. De même, s'il était parallèle simple, nous pourrions résoudre les courants de branche, les additionner pour obtenir le courant total, puis calculer la résistance totale à partir de la tension totale et du courant total. Cependant, la solution de ce circuit sera plus complexe.

Le tableau nous aidera toujours à gérer les différentes valeurs pour les circuits combinés série-parallèle, mais nous devrons être prudents sur comment et où nous appliquons les différentes règles. La loi d'Ohm, bien sûr, fonctionne toujours de la même manière pour déterminer les valeurs dans une colonne verticale du tableau.

Si nous sommes capables d'identifier quelles parties du circuit sont en série et lesquelles sont en parallèle, nous pouvons l'analyser par étapes, en abordant chaque partie une à la fois, en utilisant les règles appropriées pour déterminer les relations de tension, courant et résistance. Le reste de ce chapitre sera consacré à vous montrer les techniques pour le faire.

RÉVISION :

• Les règles des circuits série et parallèles doivent être appliquées sélectivement aux circuits contenant les deux types d'interconnexions.

FEUILLES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Feuille de travail sur les circuits CC série-parallèle