Quelle ampoule brille plus fort lorsqu'elle est connectée en série et en parallèle et pourquoi ?

Deux ampoules de 80 W et 100 W sont connectées en série et en parallèle – Laquelle brillera le plus ?

La question la plus confuse que nous ayons reçue est que si deux ampoules sont connectées en série puis en parallèle, laquelle brillera plus fort et quelles sont les raisons exactes? Eh bien, il y a beaucoup d'informations sur le Web, mais nous allons détailler étape par étape pour calculer les valeurs exactes afin de dissiper la confusion.

Tout d'abord, gardez à l'esprit que l'ampoule ayant une résistance élevée et dissipant plus de puissance dans le circuit (peu importe la série ou le parallèle) brillera plus fort . En d'autres termes, la luminosité de l'ampoule dépend de la tension, du courant (V x I =Puissance) ainsi que de la résistance .

N'oubliez pas non plus que la puissance dissipée en watts n'est pas l'unité de luminosité. L'unité de luminosité est le lumens (désigné par lm qui est l'unité SI dérivée du flux lumineux) également connu sous le nom de candela (unité de base d'intensité lumineuse). Mais la luminosité de la lumière est directement proportionnelle à la puissance de l'ampoule . C'est pourquoi plus la puissance utilisée par une ampoule sera plus brillante .

Article connexe :Schémas de câblage électrique domestique et didacticiels d'installation

Lorsque les ampoules sont connectées en série

Les puissances nominales des ampoules sont différentes et connectées dans un circuit en série :

Supposons que nous ayons deux ampoules de 80 W chacune (Ampoule 1) et 100W (Ampoule 2), les tensions nominales des deux ampoules sont de 220 V et connectées en série avec une tension d'alimentation de 220V AC. Dans ce cas, l'ampoule avec une résistance élevée et une plus grande dissipation de puissance brillera plus fort que l'autre. c'est-à-dire que l'ampoule de 80 W (1) brillera plus fort et l'ampoule (2) de 100 W s'atténuera en connexion en série . En bref, En série, les deux ampoules sont traversées par le même courant. L'ampoule avec la résistance la plus élevée aura une plus grande chute de tension à ses bornes et aura donc une dissipation de puissance et une luminosité plus élevées. Comment? Voyons les calculs et exemples ci-dessous.

• Article connexe : Pourquoi la broche de terre est-elle plus épaisse et plus longue dans une prise à 3 broches ?

Puissance

P =V x I ou P =I ² R ou P =V ² /R

Maintenant, la résistance de l'Ampoule 1 (80W);

Nous savons que le courant est le même et la tension s'additionnent dans un circuit en série mais la tension nominale des ampoules est de 220V. c'est-à-dire

Tension dans le circuit en série :V_T =V₁ + V₂ + V₃ …+ V_n

Courant dans le circuit en série :I_T =I₁ =I₂ =I₃ … Je_n

Par conséquent_,

R =V ² / P₈₀

R_80 W =220 ² / 80W

R_80 W =605Ω

Et, la résistance de l'Ampoule 2 (100W);

R =V ² / P₁₀₀

R_100 W =220 ² / 100W

R_100 W =484Ω

Maintenant, Actuel ;

I =V/R

=V / (R_80W + R_100 W )

=220 V / (605 Ω + 484 Ω)

I =0.202A

Maintenant,

Puissance dissipée par l'ampoule 1 (80 W)

P =I ² R

P_80 W =(0.202A) ² x 605Ω

P_80 W =24,68 W

Puissance dissipée par l'Ampoule 2 (100W)

P =I ² R₁₀₀

P_100 W =(0.202A) ² x 484Ω

P_100 W =19,74 W

• Article connexe : Pourquoi la transmission d'énergie électrique est un multiple de 11, c'est-à-dire 11 kV, 22 kV, 66 kV, etc. ?

Donc, puissance dissipée prouvée P_80W > P_100W c'est-à-dire que L'ampoule 1 (80 W) a une dissipation de puissance supérieure à celle de l'ampoule 2 (100 W) . Par conséquent, l'ampoule 80 W est plus lumineuse qu'une ampoule 100 W lorsqu'elle est connectée en série .

Vous pouvez également trouver la chute de tension à travers chaque ampoule, puis trouver la dissipation de puissance par P =V x I comme suit pour vérifier le cas.

V =I x R ou I =V/R ou R =V/I … (Loi d'Ohm de base)

Pour ampoule 1 (80 W)

V₈₀ =I x R₈₀ =0,202 x 605Ω =122,3V

V₈₀ =122,3 V

Pour Ampoule 2 (100W)

V₁₀₀ =je x R₁₀₀ =0,202 x 484Ω =97,7V

V₁₀₀ =97,7 V

• Article connexe : À quoi servent les boules de signalisation aériennes colorées sur les lignes électriques ?

Maintenant,

Puissance dissipée par l'ampoule 1 (80 W)

P =V ² ₈₀ /R₈₀

P_80 W =122,3 ² V / 605 Ω

P_80 W =24,7 W

Puissance dissipée par l'Ampoule 2 (100W)

P =V ² ₁₀₀ /R₁₀₀

P_100 W =97,72 ² V / 484Ω

P_100 W =19,74 W

Tension totale dans le circuit en série

V_T =V₈₀ + V₁₀₀ =122,3 + 97,7 =220V

Encore une fois prouvé que l'ampoule de 80 W a une dissipation de puissance supérieure à celle de l'ampoule de 100 W lorsqu'il est connecté en série . Par conséquent, une ampoule de 80 W brillera plus que 100 W ampoule lorsqu'elle est connectée en série.

• Article connexe :un guide complet sur l'installation de panneaux solaires. Procédure étape par étape avec calcul et diagrammes

Lorsque les ampoules sont connectées en parallèle

Les puissances nominales des ampoules sont différentes et connectées dans le circuit parallèle :

Maintenant, nous avons les deux mêmes ampoules chacune de 80 W (Ampoule 1) et 100W (Ampoule 2) connecté en parallèle à travers la tension d'alimentation de 220V AC. Dans ce cas, la même chose se produira, c'est-à-dire l'ampoule avec plus de dissipation de courant et de puissance élevée brillera plus fort que l'autre. Cette fois, l'ampoule de 100 W (2) brillera plus fort et l'ampoule 1 de 80 W s'atténuera . Bref, en parallèle, les deux ampoules ont la même tension à leurs bornes. L'ampoule avec la résistance la plus faible conduira plus de courant et aura donc une dissipation de puissance et une luminosité plus élevées. Confus? car le cas a été inversé. Voyons les calculs et exemples ci-dessous pour dissiper la confusion.

Puissance

P =V x I ou P =I ² R ou P =V ² /R

Maintenant, la résistance de l'Ampoule 1 (80W);

• Article connexe : Que sont les minuscules cylindres dans les cordons d'alimentation et les câbles ?

Nous savons que les tensions sont les mêmes dans le circuit parallèle et que la tension nominale des ampoules est de 220 V. c'est-à-dire

Tension dans le circuit parallèle :V_T =V₁ =V₂ =V3 …V_n

Courant dans le circuit parallèle :I_T =I₁ + I₂ + I₃ … Je_n

Par conséquent_,

R =V ² / P

R_80 W =220 ² / 80W

R_80 W =605Ω

Et, la résistance de l'Ampoule 2 (100W);

R =V ² / P

R_100 W =220 ² / 100W

R_100 W =484Ω

Maintenant,

Puissance dissipée par l'ampoule 1 (80 W) car les tensions sont identiques dans un circuit parallèle.

P =V ² /R₁

P_80 W =(220 V) ² / 605Ω

P_80 W =80W

Puissance dissipée par l'Ampoule 2 (100W)

P =V ² /R₂

P_100 W =(220 V) ² / 484Ω

P_100 W =100W

Donc, prouvé P_100W > P _80 W c'est-à-dire que L'ampoule 2 (100 W) a une dissipation de puissance supérieure à celle de l'ampoule 1 (80 W) . Par conséquent, l'ampoule 100 W est plus lumineuse qu'une ampoule 80 W lorsqu'elle est connectée en parallèle.

Pour vérifier le cas ci-dessus, vous pouvez également trouver le courant pour chaque ampoule, puis trouver la dissipation de puissance par P =V x I comme suit. Nous avons utilisé la tension nominale de l'ampoule qui est de 220V.

I =P / V

Pour ampoule 1 (80 W)

Je₈₀ =P₈₀ / 220 =80W / 220 =0,364A

J'₈₀ =0,364A

Pour Ampoule 2 (100W)

I₁₀₀ =P₁₀₀ / 220 =100W / 220 =0,455A

I₁₀₀ =0.455A

Maintenant,

Puissance dissipée par l'ampoule 1 (80 W) car les tensions sont identiques dans le circuit parallèle.

P =I ² R₁

P_80 W =0,364 ² A x 605Ω

P_80 W =80W

Puissance dissipée par l'Ampoule 2 (100W)

P =I ² R₂

P_100 W =0,455 ² A x 484Ω

P_100 W =100W

Courant total dans le circuit parallèle

I_T =I₁ + I₂ =0,364 + 0,455 =0,818A

Encore une fois prouvé que l'ampoule de 100 W a une dissipation de puissance supérieure à celle de l'ampoule de 80 W lorsqu'il est connecté en parallèle . Par conséquent, une ampoule de 100 W brillera plus fort qu'une ampoule de 80 W lorsqu'il est connecté en parallèle.

• Article connexe :Quelle est l'objection à avoir des ampoules et des lampes connectées en série ?

Sans calculs ni exemples

Les calculs et les exemples sont pour les débutants. Pour faire simple, gardez à l'esprit que toujours, L'ampoule avec une "haute puissance" aura "moins de résistance" . Le filament de l'ampoule avec un indice élevé est plus épais que la puissance inférieure . Dans notre cas, le filament de l'ampoule de 80 W est plus fin que celui de l'ampoule de 100 W.

En d'autres termes, l'ampoule de 100 watts a moins de résistance et l'ampoule de 80 watts a une résistance élevée .

Lorsque les ampoules sont connectées en série

Nous savons que le courant dans un circuit en série est le même à chaque point, ce qui signifie que les deux ampoules recevant le même courant et les mêmes tensions sont différentes. Inconsidérément, la chute de tension à travers une ampoule à résistance plus élevée (80W) sera plus importante. Ainsi, l'ampoule de 80 W brillera plus fort que l'ampoule de 100 W connectée en série parce que le même courant circule à travers les deux ampoules où l'ampoule de 80 W a plus de résistance en raison d'une puissance inférieure, car le filament est plus fin, ce qui signifie qu'il dissipe plus de puissance (P=V ² /R où la puissance est directement proportionnelle à la tension et inversement proportionnelle à la résistance ) et produisent une chaleur plus élevée &léger que l'ampoule de 100 W.

Lorsque les ampoules sont connectées en parallèle

Nous savons également que la tension dans un circuit parallèle est la même à chaque section, ce qui signifie que les deux ampoules ont la même chute de tension. Maintenant, plus de courant circulera dans l'ampoule qui a moins de résistance qui est cette fois une ampoule de 100 W, ce qui signifie qu'une ampoule de 100 W dissipera plus de puissance qu'une ampoule de 80 W (P=I ² R ) où le courant et la résistance sont directement proportionnels à la puissance. Par conséquent, l'ampoule de 100 W brillera plus fort en parallèle circuit .

Comment savoir si les ampoules sont connectées en série ou en parallèle ?

La plupart des câblages et installations électriques domestiques sont câblés en parallèle ou en série-parallèle au lieu de série, car le câblage parallèle présente certains avantages par rapport à un câblage en série. Nous pouvons donc remarquer qu'une ampoule de puissance supérieure brille plus brillamment par rapport aux ampoules de puissance inférieure. Dans ce cas, une ampoule de 100 W brille plus fort qu'une ampoule de 60 W ou 80 W.

Maintenant, vous devez savoir que l'ampoule avec une puissance nominale plus élevée brillera plus fort lorsqu'elle est connectée en parallèle et que l'ampoule avec une puissance nominale inférieure brillera plus fort en cas de câblage en série et vice versa.

Points clés :

• Dans un circuit en série, une ampoule de 80 W brille plus fort en raison de la dissipation de puissance élevée au lieu d'une ampoule de 100 W.
• Dans un circuit parallèle, une ampoule de 100 W brille plus fort en raison de la dissipation de puissance élevée au lieu d'une ampoule de 80 W.
• L'ampoule qui dissipe plus de puissance brillera plus fort.
• En série, les deux ampoules sont traversées par le même courant. L'ampoule avec la résistance la plus élevée aura une plus grande chute de tension à travers elle et aura donc une dissipation de puissance et une luminosité plus élevées.
• En parallèle, les deux ampoules ont la même tension entre elles. L'ampoule avec la résistance la plus faible conduira plus de courant et aura donc une dissipation de puissance et une luminosité plus élevées.
• La plupart des ampoules de câblage électrique domestique sont câblées en parallèle.

Remarque et bon à savoir :

• La température change dans les ampoules réelles, donc la loi d'Ohm n'est pas applicable car elle s'applique lorsque la résistance est constante là où la résistance dépend de la température.
• Le coefficient de température des ampoules doit être pris en compte. On néglige le coefficient de température pour utiliser la loi d'Ohm pour simplifier.
• Dans le cas des lampes à incandescence et du filament de lampe au tungstène, l'incandescence est un dispositif non linéaire (résistance) qui a un coefficient de température positif.