L’un des piliers sur lesquels reposent de nombreux concepts en électronique est le concept de connexion série et parallèle des conducteurs. Connaître les principales différences types spécifiés les connexions sont simplement nécessaires. Sans cela, il est impossible de comprendre et de lire un seul schéma.

Principes de base

Le courant électrique se déplace à travers un conducteur depuis une source vers un consommateur (charge). Le plus souvent, le câble en cuivre est choisi comme conducteur. Cela est dû à l’exigence imposée au conducteur : il doit libérer facilement les électrons.

Quelle que soit la méthode de connexion, le courant électrique passe du plus au moins. C'est dans cette direction que le potentiel diminue. Il convient de rappeler que le fil à travers lequel circule le courant a également une résistance. Mais sa signification est très minime. C'est pourquoi ils sont négligés. La résistance du conducteur est supposée nulle. Si un conducteur a une résistance, on l’appelle généralement une résistance.

Connexion parallèle

Dans ce cas, les éléments inclus dans la chaîne sont interconnectés par deux nœuds. Ils n'ont aucune connexion avec d'autres nœuds. Les sections du circuit avec une telle connexion sont généralement appelées branches. Le schéma de connexion parallèle est présenté dans la figure ci-dessous.

Pour le dire dans un langage plus compréhensible, dans ce cas, tous les conducteurs sont connectés à une extrémité dans un nœud et à l’autre extrémité dans le second. Cela conduit au fait que le courant électrique est divisé en tous les éléments. De ce fait, la conductivité de l'ensemble du circuit augmente.

Lors de la connexion des conducteurs dans un circuit de cette manière, la tension de chacun d'eux sera la même. Mais l’intensité du courant dans l’ensemble du circuit sera déterminée comme la somme des courants circulant à travers tous les éléments. En tenant compte de la loi d'Ohm, un modèle intéressant est obtenu grâce à des calculs mathématiques simples : l'inverse de la résistance totale de l'ensemble du circuit est déterminé comme la somme des inverses de la résistance de chacun élément individuel. Dans ce cas, seuls les éléments connectés en parallèle sont pris en compte.

Connexion série

Dans ce cas, tous les éléments de la chaîne sont connectés de telle manière qu’ils ne forment pas un seul nœud. À cette méthode il y a une connexion inconvénient majeur. Cela réside dans le fait que si l'un des conducteurs tombe en panne, tous les éléments suivants ne pourront pas fonctionner. Un exemple frappant Une telle situation est une guirlande ordinaire. Si l'une des ampoules grille, la guirlande entière cesse de fonctionner.

La connexion en série des éléments est différente en ce sens que l'intensité du courant dans tous les conducteurs est égale. Quant à la tension du circuit, elle est égale à la somme des tensions des éléments individuels.

Dans ce circuit, les conducteurs sont connectés au circuit un par un. Cela signifie que la résistance de l'ensemble du circuit sera constituée de résistances individuelles caractéristiques de chaque élément. C'est résistance totale Le circuit est égal à la somme des résistances de tous les conducteurs. La même dépendance peut être dérivée mathématiquement en utilisant la loi d'Ohm.

Régimes mixtes

Il existe des situations où sur un schéma, vous pouvez voir à la fois des connexions d'éléments en série et en parallèle. Dans ce cas, on parle d’un composé mixte. Le calcul de ces circuits est effectué séparément pour chaque groupe de conducteurs.

Ainsi, pour déterminer la résistance totale, il faut additionner la résistance des éléments connectés en parallèle et la résistance des éléments connectés en série. Dans ce cas, la connexion série est dominante. Autrement dit, il est calculé en premier. Et seulement après cela, la résistance des éléments connectés en parallèle est déterminée.

Connexion des LED

Connaissant les bases des deux types d'éléments de connexion dans un circuit, vous pouvez comprendre le principe de création de circuits pour divers appareils électriques. Regardons un exemple. dépend en grande partie de la tension de la source de courant.

À basse tension secteur (jusqu'à 5 V), les LED sont connectées en série. Dans ce cas, un condensateur de type passe-passe et des résistances linéaires contribueront à réduire le niveau d'interférence électromagnétique. La conductivité des LED est augmentée grâce à l'utilisation de modulateurs du système.

Avec une tension secteur de 12 V, les connexions réseau en série et en parallèle peuvent être utilisées. Quand connexion série utiliser des alimentations à découpage. Si une chaîne de trois LED est assemblée, vous pouvez alors vous passer d'amplificateur. Mais si le circuit s'allume grande quantitééléments, alors un amplificateur est nécessaire.

Dans le second cas, c'est-à-dire avec une connexion parallèle, il est nécessaire d'utiliser deux résistances ouvertes et un amplificateur (avec une bande passante supérieure à 3 A). De plus, la première résistance est installée devant l'amplificateur et la seconde après.

À haute tension les réseaux (220 V) recourent à la connexion série. Dans ce cas, des amplificateurs opérationnels et des alimentations abaisseurs sont également utilisés.

Bonjour.

Aujourd'hui, nous examinerons séquentiellement et connexion parallèle résistance. Le sujet est très intéressant et pertinent pour notre Vie courante. En règle générale, c'est par ce thème que commence tout objet. Sinon, commençons par le commencement.

Voyons d’abord pourquoi il y a une « résistance ». Les synonymes de cette définition peuvent être : charge ou résistance. Puisque nous parlons de réseau électrique, par conséquent, le courant circule dans les fils. Peu importe la façon dont le courant circule à travers les fils et quels que soient les matériaux à partir desquels les fils sont fabriqués, une sorte de force de friction agit toujours sur le courant. C'est-à-dire que le courant rencontre une certaine résistance et, selon le matériau, la section et la longueur du fil, cette résistance est plus forte ou plus faible. Ainsi, dans la langue russe, le terme « résistance » a été adopté, désignant un certain élément de circuit qui crée un obstacle tangible au passage du courant, et plus tard le terme populaire « charge » est apparu, c'est-à-dire un élément de charge, et de En anglais le terme « résistance » est né. Nous avons compris les concepts, nous pouvons maintenant commencer à pratiquer. Commençons peut-être par une connexion parallèle des résistances simplement parce que nous les utilisons presque partout.

Connexion parallèle des résistances

Avec une connexion parallèle, toutes les résistances sont connectées avec leurs débuts à un point de la source d'alimentation et leurs extrémités à un autre. N'allons pas loin, mais regardons autour de nous. Sèche-cheveux, fer à repasser, Machine à laver, grille-pain, four à micro-ondes et tout autre appareil électrique ont une fiche avec deux extrémités de travail et une extrémité de protection (mise à la terre). La tension dans la prise est notre source d’alimentation. Quel que soit le nombre d’appareils électriques que nous connectons au réseau, nous les connectons tous en parallèle à une seule source d’alimentation. Dessinons un schéma pour que ce soit plus clair.

Quel que soit le nombre de consommateurs ajoutés à ce système, absolument rien ne change. Une extrémité de l'appareil électrique est connectée au bus zéro et l'autre à la phase. Transformons maintenant un peu le schéma :

Nous avons maintenant trois résistances :

Fer à repasser 2,2 kW – R1 (22 Ohm) ;

Poêle 3,5 kW – R2 (14 Ohm) ;

Ampoule 100 W – R3 (484 Ohm).

Ce sont les vraies valeurs de résistance de ces consommateurs courant électrique. Nous connectons nos consommateurs un à un au réseau, et qu'arrive-t-il au compteur ? C'est vrai, il commence à compter l'argent dans notre portefeuille plus rapidement. Nous nous souvenons maintenant de la loi d'Ohm, qui stipule que l'intensité du courant est inversement proportionnelle à la résistance et nous comprenons que plus la résistance est faible, plus l'intensité du courant est élevée. Pour qu'il soit encore plus facile de comprendre ce qui se passe, imaginez salle de concert avec trois sorties de tailles différentes et une foule de monde. Plus la porte s’ouvre grande, plus de personnes peuvent la franchir en même temps, et plus les portes s’ouvrent, plus cela augmentera le débit. Eh bien, passons maintenant aux formules.

La même tension est appliquée à chaque résistance - 220 volts.

À partir du diagramme et de la pratique, nous voyons que les courants totalisent un courant commun, nous obtenons donc l'équation suivante :

Si vous regardez attentivement l'équation, vous remarquerez que la partie supérieure Notre équation est inchangée et peut être prise comme unité, obtenant la formule suivante :

Il existe également une formule privée pour calculer deux résistances connectées en parallèle :

Eh bien, faisons le calcul en pratique.

Et on obtient une résistance totale de 8,407 Ohms.

Dans l'article précédent, je l'ai regardé et vérifions-le.

La puissance du circuit sera :

Nous calculons nos puissances : 2000+3500+100=5600, ce qui est presque égal à 5757, une erreur aussi importante est due au fait que j'ai arrondi les valeurs de résistance aux nombres entiers.

Quelles conclusions peut-on en tirer ? Comme vous pouvez le constater, la résistance totale (appelée aussi équivalente) sera toujours inférieure à la plus petite résistance du circuit. Dans notre cas, il s'agit d'une plaque avec une résistance de 14 ohms et un équivalent de 8,4 ohms. C'est compréhensible. Vous vous souvenez de l'exemple des portes de la salle de concert ? La résistance peut être appelée bande passante. Ainsi, le nombre total de personnes (électrons) quittant la salle sera supérieur à débit chaque porte individuelle. Autrement dit, la quantité de courant augmente. Autrement dit, pour le courant, chacune des résistances sera une autre porte par laquelle il pourra circuler.

Connexion en série des résistances

À connexion série l'extrémité d'une résistance est connectée à l'autre. Un exemple typique d'une telle connexion est une guirlande du Nouvel An.

D'après ce que nous savons grâce à un cours de physique à l'école, un seul courant circule dans un circuit fermé. Alors ce que nous avons :

Ampoule 200 watts – R1 (242 Ohm)

Ampoule de 100 watts – R2 (484 Ohm)

Ampoule 50 watts – R3 (968 Ohm)

Revenons à l'allégorie et imaginons une salle de concert, mais seulement cette fois il y aura un long couloir avec trois portes qui y mènent. Désormais, les (les gens) actuels n’ont qu’un seul chemin pour passer séquentiellement d’une porte à l’autre. Pour résoudre ce problème, nous devrons partir de la tension. Partant du fait que la somme sur la source d'alimentation est égale à la somme des chutes de tension sur les résistances, on obtient la formule suivante :

Cela implique:

En divisant les deux côtés de l'équation par une valeur commune, on arrive à la conclusion qu'avec une connexion en série, pour obtenir la résistance équivalente du circuit, il faut additionner toutes les résistances de ce circuit :

Allons vérifier. R=242+484+968=1694 Ohms

Comme vous pouvez le constater, le rapport de puissance est presque égal. Et maintenant, attention à un élément qui révélera une fois de plus le concept de « résistance ». Attention, nous aurons la puissance la plus élevée sur l’ampoule la plus faible :

Il semblerait que tout devrait être l'inverse, une ampoule plus puissante devrait briller plus fort. Revenons à notre allégorie. Où pensez-vous que l’écrasement sera plus fort près de la porte large ou près de la porte étroite ? Où fera-t-il plus chaud ? Bien sûr, il y aura une cohue près de la porte étroite, et là où il y a une cohue, il fera chaud, car les gens essaieront de se frayer un chemin plus vite. Dans un courant, le rôle des personnes est joué par les électrons. C’est le paradoxe qui apparaît lorsqu’on l’inclut dans circuit en série des résistances de valeurs différentes et c'est pourquoi ils essaient d'utiliser les mêmes ampoules dans les guirlandes. Maintenant, connaissant les principes de connexion en série des résistances, vous pouvez calculer n'importe quelle guirlande. Par exemple, vous disposez de lampes de voiture de 12 volts. Sachant que la tension totale est égale à la somme des chutes de tension, il suffit de diviser 220 volts par 12 volts et on obtient 18,3 lampes. Autrement dit, si vous prenez 18 ou 19 lampes identiques de 12 volts et que vous les connectez en série, elles peuvent alors être allumées à 220 volts et elles ne s'éteindront pas.

Résumons-le

Avec une connexion parallèle de résistances, la résistance équivalente diminue (la salle de concert se vide trois fois plus vite, grosso modo, les gens se dispersent dans trois couloirs), et avec une connexion en série, la résistance augmente (peu importe la façon dont les gens veulent quitter la salle plus rapidement , ils ne devront le faire que le long d'un seul couloir et plus le couloir est étroit, plus il crée de résistance).

Presque tous ceux qui travaillaient comme électricien ont dû résoudre le problème de la connexion en parallèle et en série des éléments du circuit. Certains résolvent les problèmes de connexion parallèle et série des conducteurs en utilisant la méthode du « poke » ; pour beaucoup, une guirlande « ignifuge » est un axiome inexplicable mais familier. Cependant, toutes ces questions et bien d'autres similaires peuvent être facilement résolues par la méthode proposée au tout début du XIXe siècle par le physicien allemand Georg Ohm. Les lois qu'il a découvertes sont toujours en vigueur aujourd'hui et presque tout le monde peut les comprendre.

Grandeurs électriques de base du circuit

Afin de savoir comment une connexion particulière de conducteurs affectera les caractéristiques du circuit, il est nécessaire de déterminer les grandeurs qui caractérisent tout circuit électrique. Voici les principaux :

Dépendance mutuelle des grandeurs électriques

Maintenant tu dois décider, comment toutes les quantités ci-dessus dépendent les unes des autres. Les règles de dépendance sont simples et se résument à deux formules de base :

• Je = U/R.
• P=I*U.

Ici, I est le courant dans le circuit en ampères, U est la tension fournie au circuit en volts, R est la résistance du circuit en ohms, P est pouvoir électrique circuits en watts.

Supposons que nous ayons le plus simple circuit électrique, composé d'une source d'alimentation avec une tension U et d'un conducteur avec une résistance R (charge).

Puisque le circuit est fermé, le courant I le traverse. Quelle sera sa valeur ? Sur la base de la formule 1 ci-dessus, pour la calculer, nous devons connaître la tension développée par la source d'alimentation et la résistance de charge. Si nous prenons, par exemple, un fer à souder avec une résistance de bobine de 100 Ohms et le connectons à une prise d'éclairage avec une tension de 220 V, alors le courant traversant le fer à souder sera :

220/100 = 2,2 A.

Quelle est la puissance de ce fer à souder? Utilisons la formule 2 :

2,2 * 220 = 484 W.

Il s'est avéré que c'était un bon fer à souder, puissant, probablement à deux mains. De la même manière, en opérant avec ces deux formules et en les transformant, vous pouvez connaître le courant en puissance et en tension, la tension en courant et en résistance, etc. Combien consomme, par exemple, une ampoule de 60 W dans votre lampe de table :

60 / 220 = 0,27 A ou 270 mA.

Résistance du filament de la lampe en mode de fonctionnement :

220 / 0,27 = 815 Ohm.

Circuits à plusieurs conducteurs

Tous les cas évoqués ci-dessus sont simples : une source, une charge. Mais en pratique, il peut y avoir plusieurs charges, et elles sont également connectées de différentes manières. Il existe trois types de connexion de charge :

1. Parallèle.
2. Cohérent.
3. Mixte.

Connexion parallèle des conducteurs

Le lustre dispose de 3 lampes de 60 W chacune. Combien consomme un lustre ? C'est vrai, 180 W. Calculons rapidement le courant traversant le lustre :

180/220 = 0,818 A.

Et puis sa résistance :

220 / 0,818 = 269 Ohms.

Avant cela, nous avons calculé la résistance d'une lampe (815 Ohms) et le courant qui la traverse (270 mA). La résistance du lustre s'est avérée trois fois inférieure et le courant était trois fois plus élevé. Il est maintenant temps de regarder le schéma d’une lampe à trois bras.

Toutes les lampes qu'il contient sont connectées en parallèle et connectées au réseau. Il s'avère que lorsque trois lampes sont connectées en parallèle, la résistance de charge totale diminue de trois fois ? Dans notre cas, oui, mais c'est privé : toutes les lampes ont la même résistance et la même puissance. Si chaque charge a sa propre résistance, alors pour calculer la valeur totale division simple le nombre de charges est faible. Mais il existe un moyen de sortir de la situation : utilisez simplement cette formule :

1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2 + … 1/Rn.

Pour faciliter l'utilisation, la formule peut être facilement convertie :

Rtot. = (R1*R2*… Rn) / (R1+R2+… Rn).

Ici Rtotal. – la résistance totale du circuit lorsque la charge est connectée en parallèle. R1…Rn – résistance de chaque charge.

Pourquoi le courant a augmenté lorsque vous avez connecté trois lampes en parallèle au lieu d'une n'est pas difficile à comprendre - après tout, cela dépend de la tension (elle est restée inchangée) divisée par la résistance (elle a diminué). Évidemment, la puissance dans une connexion parallèle augmentera proportionnellement à l’augmentation du courant.

Connexion série

Il est maintenant temps de découvrir comment les paramètres du circuit changeront si les conducteurs (dans notre cas, les lampes) sont connectés en série.

Le calcul de la résistance lors de la connexion de conducteurs en série est extrêmement simple :

Rtot. = R1 + R2.

Les mêmes trois lampes de soixante watts connectées en série équivaudront déjà à 2445 Ohms (voir calculs ci-dessus). Quelles sont les conséquences d’une augmentation de la résistance du circuit ? D'après les formules 1 et 2, il devient clair que la puissance et le courant lors de la connexion des conducteurs en série diminueront. Mais pourquoi toutes les lampes sont-elles faibles maintenant ? C’est l’une des propriétés les plus intéressantes de la connexion en série de conducteurs, très largement utilisée. Jetons un coup d'œil à une guirlande de trois lampes qui nous est familière, mais connectées en série.

La tension totale appliquée à l'ensemble du circuit restait de 220 V. Mais elle était répartie entre chacune des lampes au prorata de leur résistance ! Puisque nous avons des lampes de même puissance et résistance, la tension est divisée également : U1 = U2 = U3 = U/3. Autrement dit, chacune des lampes est désormais alimentée par trois fois moins de tension, c'est pourquoi elles brillent si faiblement. Si vous prenez plus de lampes, leur luminosité diminuera encore plus. Comment calculer la chute de tension aux bornes de chaque lampe si elles ont toutes des résistances différentes ? Pour ce faire, les quatre formules données ci-dessus suffisent. L'algorithme de calcul sera le suivant :

1. Mesurez la résistance de chaque lampe.
2. Calculez la résistance totale du circuit.
3. En fonction de la tension et de la résistance totales, calculez le courant dans le circuit.
4. Par courant total et la résistance des lampes, calculez la chute de tension aux bornes de chacune d'elles.

Vous souhaitez consolider vos connaissances acquises ?? Résolvez un problème simple sans regarder la réponse à la fin :

Vous disposez de 15 ampoules miniatures du même type, conçues pour une tension de 13,5 V. Est-il possible d'en faire une guirlande de sapin de Noël, reliées à prise régulière, et si possible, comment ?

Composé mixte

Bien sûr, vous pouvez facilement comprendre la connexion parallèle et série des conducteurs. Mais que se passe-t-il si vous avez quelque chose comme ça devant vous ?

Connexion mixte de conducteurs

Comment déterminer la résistance totale d'un circuit ? Pour ce faire, vous devrez diviser le circuit en plusieurs sections. La conception ci-dessus est assez simple et comportera deux sections : R1 et R2, R3. Tout d’abord, vous calculez la résistance totale des éléments connectés en parallèle R2, R3 et trouvez Rtot.23. Calculez ensuite la résistance totale de l'ensemble du circuit, composé de R1 et Rtot.23 connectés en série :

• Rtot.23 = (R2*R3) / (R2+R3).
• Rchaines = R1 + Rtot.23.

Le problème est résolu, tout est très simple. Maintenant, la question est un peu plus compliquée.

Connexion mixte complexe de résistances

Comment être ici ? De la même manière, il suffit de faire preuve d’un peu d’imagination. Les résistances R2, R4, R5 sont connectées en série. On calcule leur résistance totale :

Rtot.245 = R2+R4+R5.

Maintenant, nous connectons R3 en parallèle à Rtotal 245 :

Rtot.2345 = (R3* Rtot.245) / (R3+ Rtot.245).

Rchaînes = R1+ Rtot.2345+R6.

C'est tout!

Réponse au problème de la guirlande de sapin de Noël

Les lampes ont une tension de fonctionnement de seulement 13,5 V et la douille est de 220 V, elles doivent donc être connectées en série.

Puisque les lampes sont du même type, la tension du réseau sera répartie également entre elles et chaque lampe aura 220/15 = 14,6 V. Les lampes sont conçues pour une tension de 13,5 V, donc même si une telle guirlande fonctionnera, elle va brûler très rapidement. Pour réaliser votre idée, vous aurez besoin d'au moins 220 / 13,5 = 17, et de préférence 18-19 ampoules.

Dans le résumé précédent, il a été établi que l'intensité du courant dans un conducteur dépend de la tension à ses extrémités. Si vous changez de conducteurs dans une expérience, en laissant la tension inchangée, vous pouvez alors montrer qu'à tension constante aux extrémités du conducteur, l'intensité du courant est inversement proportionnelle à sa résistance. En combinant la dépendance du courant à la tension et sa dépendance à la résistance du conducteur, on peut écrire : Je = U/R . Cette loi, établie expérimentalement, est appelée La loi d'Ohm(pour un tronçon de chaîne).

Loi d'Ohm pour une section de circuit: L'intensité du courant dans un conducteur est directement proportionnelle à la tension appliquée à ses extrémités et inversement proportionnelle à la résistance du conducteur. Tout d’abord, la loi est toujours vraie pour les conducteurs métalliques solides et liquides. Et aussi pour certaines autres substances (généralement solides ou liquides).

Consommateurs énergie électrique(ampoules, résistances, etc.) peuvent être connectés les uns aux autres de différentes manières dans un circuit électrique. Dva principaux types de connexions de conducteurs : série et parallèle. Et il existe également deux autres connexions rares : mixte et pont.

Connexion en série des conducteurs

Lors de la connexion de conducteurs en série, l'extrémité d'un conducteur sera connectée au début d'un autre conducteur et sa fin au début d'un troisième, etc. Par exemple, connecter des ampoules dans une guirlande de sapin de Noël. Lorsque les conducteurs sont connectés en série, le courant traverse toutes les ampoules. Dans ce cas, la même charge traverse la section transversale de chaque conducteur par unité de temps. Autrement dit, la charge ne s’accumule dans aucune partie du conducteur.

Par conséquent, lors de la connexion de conducteurs en série L'intensité du courant dans n'importe quelle partie du circuit est la même :je 1 = je 2 = je .

La résistance totale des conducteurs connectés en série est égale à la somme de leurs résistances: R1 + R2 = R . Car lorsque les conducteurs sont connectés en série, leur longueur totale augmente. Elle est supérieure à la longueur de chaque conducteur individuel et la résistance des conducteurs augmente en conséquence.

Selon la loi d'Ohm, la tension sur chaque conducteur est égale à : U1 = JE* R1 ,U2 = I*R2 . Dans ce cas, la tension totale est égale à U = je ( R1+ R2) . Puisque l'intensité du courant dans tous les conducteurs est la même et que la résistance totale est égale à la somme des résistances des conducteurs, alors la tension totale sur les conducteurs connectés en série est égale à la somme des tensions sur chaque conducteur: U = U 1 + U 2 .

Des égalités ci-dessus, il résulte qu'une connexion en série de conducteurs est utilisée si la tension pour laquelle les consommateurs d'énergie électrique sont conçus est inférieure à la tension totale du circuit.

Pour la connexion en série de conducteurs, les lois suivantes s'appliquent : :

1) l'intensité du courant dans tous les conducteurs est la même ; 2) la tension sur toute la connexion est égale à la somme des tensions sur les conducteurs individuels ; 3) la résistance de l'ensemble de la connexion est égale à la somme des résistances des conducteurs individuels.

Connexion parallèle des conducteurs

Exemple connexion parallèle les conducteurs servent à connecter les consommateurs d'énergie électrique dans l'appartement. Donc, ampoules, bouilloire, fer à repasser, etc. sont allumés en parallèle.

Lors de la connexion de conducteurs en parallèle, tous les conducteurs à une extrémité sont connectés à un point du circuit. Et la seconde extrémité à un autre point de la chaîne. Un voltmètre connecté à ces points indiquera la tension sur le conducteur 1 et le conducteur 2. Dans ce cas, la tension aux extrémités de tous les conducteurs connectés en parallèle est la même : U1 = U2 = U .

Lorsque les conducteurs sont connectés en parallèle, le circuit électrique se divise. Par conséquent, une partie de la charge totale passe par un conducteur et une partie par l’autre. Par conséquent, lors de la connexion de conducteurs en parallèle, l'intensité du courant dans la partie non ramifiée du circuit est égale à la somme de l'intensité du courant dans les conducteurs individuels : Je = Je 1 + Je 2 .

D'après la loi d'Ohm Je = U/R, Je 1 = U 1 /R 1, Je 2 = U 2 /R 2 . Cela implique: U/R = U 1 /R 1 + U 2 /R 2, U = U 1 = U 2, 1/R = 1/R 1 + 1/R 2 L'inverse de la résistance totale des conducteurs connectés en parallèle est égal à la somme des inverses de la résistance de chaque conducteur.

Lorsque les conducteurs sont connectés en parallèle, leur résistance totale est inférieure à la résistance de chaque conducteur. En effet, si deux conducteurs ayant la même résistance sont connectés en parallèle g, alors leur résistance totale est égale à : R = g/2. Cela s'explique par le fait que lors de la connexion des conducteurs en parallèle, leur section augmente. En conséquence, la résistance diminue.

Les formules ci-dessus montrent clairement pourquoi les consommateurs d'énergie électrique sont connectés en parallèle. Ils sont tous conçus pour une certaine tension identique, qui dans les appartements est de 220 V. Connaissant la résistance de chaque consommateur, vous pouvez calculer l'intensité du courant dans chacun d'eux. Et aussi la correspondance de l'intensité totale du courant avec l'intensité du courant maximale admissible.

Pour la connexion parallèle des conducteurs, les lois suivantes s'appliquent :

1) la tension sur tous les conducteurs est la même ; 2) l'intensité du courant à la jonction des conducteurs est égale à la somme des courants dans les conducteurs individuels ; 3) la valeur réciproque de la résistance de l'ensemble de la connexion est égale à la somme des valeurs réciproques de la résistance des conducteurs individuels.

Le courant dans le circuit circule à travers les conducteurs jusqu'à la charge depuis la source. Le cuivre est le plus souvent utilisé comme élément similaire. Un circuit peut avoir plusieurs récepteurs électriques. Leurs résistances varient. Dans un circuit électrique, les conducteurs peuvent être connectés en parallèle ou en série. Il existe également des types mixtes. La différence entre chacun d’eux doit être connue avant de choisir la structure du circuit électrique.

Conducteurs et éléments de circuit

Le courant circule dans les conducteurs. Cela va de la source à la charge. Dans ce cas, le conducteur doit libérer facilement les électrons.

Un conducteur qui a une résistance s’appelle une résistance. La tension de cet élément est la différence de potentiel entre les extrémités de la résistance, qui correspond à la direction du flux d'énergie.

La connexion série et parallèle des conducteurs est caractérisée par un principe général. Le courant circule dans le circuit du plus (on l'appelle la source) au moins, où le potentiel diminue de plus en plus. Sur schémas électriques La résistance des fils est considérée comme nulle, car elle est négligeable.

Par conséquent, lors du calcul d'une connexion série ou parallèle, ils ont recours à l'idéalisation. Cela les rend plus faciles à apprendre. DANS circuits réels le potentiel diminue progressivement lors du déplacement le long du fil et des éléments ayant une connexion parallèle ou série.

Connexion en série des conducteurs

S'il existe une combinaison de conducteurs en série, les résistances sont activées les unes après les autres. Dans cette position, l'intensité du courant dans tous les éléments du circuit est la même. Les conducteurs connectés en série créent une tension dans la zone qui est égale à leur somme sur tous les éléments.

Les charges n'ont pas la possibilité de s'accumuler aux nœuds du circuit. Cela entraînerait une modification de la tension et du courant du champ électrique.

En présence de Tension continue Le courant dépendra de la résistance du circuit. Par conséquent, avec une connexion en série, la résistance changera en raison d'un changement dans une charge.

La connexion en série des conducteurs présente un inconvénient. Si l'un des éléments du circuit tombe en panne, le fonctionnement de tous ses autres composants sera interrompu. Par exemple, comme dans une guirlande. Si une ampoule grille, l’ensemble du produit ne fonctionnera pas.

Si les conducteurs étaient connectés en série dans un circuit, leur résistance en chaque point serait la même. La résistance dans la somme de tous les éléments du circuit sera égale à la somme de la réduction de tension dans les sections du circuit.

L'expérience peut le confirmer. La connexion en série des résistances est calculée à l'aide d'instruments et de vérifications mathématiques. Par exemple, trois résistances constantes de grandeur connue sont prises. Ils sont connectés en série et connectés à une alimentation 60 V.

Après cela, les indicateurs attendus des appareils sont calculés si le circuit est fermé. Selon la loi d'Ohm, il y a un courant dans le circuit, ce qui permettra de déterminer la chute de tension dans toutes ses sections. Après cela, les résultats obtenus sont résumés et la valeur totale de la réduction de la résistance dans le circuit externe est obtenue. La connexion en série des résistances peut être confirmée approximativement. Si vous ne tenez pas compte résistance interne créée par la source d'énergie, la chute de tension sera inférieure à la somme des résistances. À l’aide d’instruments, vous pouvez vérifier que l’égalité est approximativement maintenue.

Connexion parallèle des conducteurs

Lors de la connexion de conducteurs en série et en parallèle dans un circuit, des résistances sont utilisées. Une connexion parallèle de conducteurs est un système dans lequel certaines extrémités de toutes les résistances convergent vers un nœud commun et les autres extrémités vers un autre nœud. Plus de deux conducteurs convergent en ces points du circuit.

Avec cette connexion, la même tension est appliquée aux éléments. Sections parallèles les chaînes sont appelées branches. Ils passent entre deux nœuds. Les connexions parallèles et série ont leurs propres propriétés.

S'il y a des dérivations dans le circuit électrique, la tension sur chacune d'elles sera la même. Elle est égale à la tension sur la section non dérivée. À ce stade, l’intensité du courant sera calculée comme la somme de celle-ci dans chaque branche.

Une valeur égale à la somme des inverses des résistances des branches sera également l'inverse de la résistance de la section de connexion parallèle.

Connexion parallèle des résistances

Les connexions parallèles et en série diffèrent par le calcul de la résistance de ses éléments. Lorsqu'il est connecté en parallèle, le courant se divise. Cela augmente la conductivité du circuit (réduit la résistance totale), qui sera égale à la somme des conductances des branches.

Si plusieurs résistances de même valeur sont connectées en parallèle, alors résistance totale le circuit aura moins d’une résistance autant de fois qu’il y en a d’inclus dans le circuit.

La connexion série et parallèle des conducteurs présente un certain nombre de caractéristiques. Dans une connexion parallèle, le courant est inversement proportionnel à la résistance. Les courants dans les résistances ne dépendent pas les uns des autres. Par conséquent, éteindre l’un d’eux n’affectera pas le fonctionnement des autres. Par conséquent, de nombreux appareils électriques disposent de ce type de connexion des éléments de circuit.

Mixte

Les connexions de conducteurs en parallèle et en série peuvent être combinées dans le même circuit. Par exemple, les éléments connectés en parallèle peuvent être connectés en série avec une autre résistance ou un autre groupe de résistances. Il s'agit d'un composé mixte. La résistance totale des circuits est calculée en additionnant séparément les valeurs de l'unité connectée en parallèle et de la connexion en série.

De plus, les résistances équivalentes des éléments connectés en série sont d'abord calculées, puis la résistance totale des sections parallèles du circuit est calculée. La connexion série dans les calculs est prioritaire. Ces types de circuits électriques sont assez courants dans divers appareils et équipements.

Après vous être familiarisé avec les types de connexions des éléments de circuit, vous pourrez comprendre le principe d'organisation de circuits de divers appareils électriques. Les connexions parallèles et série présentent un certain nombre de fonctionnalités dans le calcul et le fonctionnement de l'ensemble du système. Les connaissant, vous pouvez utiliser correctement chacun des types présentés pour connecter des éléments de circuits électriques.