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La circulation du courant dans un circuit électrique s'effectue à travers des conducteurs, dans le sens allant de la source vers les consommateurs. La plupart de ces circuits utilisent des fils de cuivre et des récepteurs électriques en quantité donnée, ayant des résistances différentes. Selon les tâches effectuées, les circuits électriques utilisent des connexions de conducteurs en série et en parallèle. Dans certains cas, les deux types de connexions peuvent être utilisés, cette option sera alors dite mixte. Chaque circuit a ses propres caractéristiques et différences, elles doivent donc être prises en compte à l'avance lors de la conception des circuits, de la réparation et de l'entretien des équipements électriques.

Connexion en série des conducteurs

En génie électrique, la connexion en série et en parallèle des conducteurs dans un circuit électrique revêt une grande importance. Parmi eux, un schéma de connexion en série de conducteurs est souvent utilisé, ce qui suppose la même connexion des consommateurs. Dans ce cas, les inclusions dans le circuit s'effectuent les unes après les autres par ordre de priorité. Autrement dit, le début d'un consommateur est connecté à la fin d'un autre à l'aide de fils, sans aucune branche.

Les propriétés d'un tel circuit électrique peuvent être envisagées à l'aide de l'exemple de sections d'un circuit à deux charges. Le courant, la tension et la résistance sur chacun d'eux doivent être désignés respectivement par I1, U1, R1 et I2, U2, R2. En conséquence, des relations ont été obtenues qui expriment la relation entre les quantités comme suit : I = I1 = I2, U = U1 + U2, R = R1 + R2. Les données obtenues sont confirmées dans la pratique par la prise de mesures avec un ampèremètre et un voltmètre des sections correspondantes.

Ainsi, la connexion en série des conducteurs présente les caractéristiques individuelles suivantes :

• L'intensité du courant dans toutes les parties du circuit sera la même.
• La tension totale du circuit est la somme des tensions dans chaque section.
• La résistance totale comprend la résistance de chaque conducteur individuel.

Ces rapports conviennent à n'importe quel nombre de conducteurs connectés en série. La valeur totale de la résistance est toujours supérieure à la résistance de n'importe quel conducteur individuel. Cela est dû à une augmentation de leur longueur totale lorsqu'ils sont connectés en série, ce qui entraîne également une augmentation de la résistance.

Si vous connectez des éléments identiques en série n, vous obtenez R = n x R1, où R est la résistance totale, R1 est la résistance d'un élément et n est le nombre d'éléments. La tension U, au contraire, est divisée en parties égales, chacune étant n fois inférieure à la valeur totale. Par exemple, si 10 lampes de même puissance sont connectées en série à un réseau avec une tension de 220 volts, alors la tension dans chacune d'elles sera : U1 = U/10 = 22 volts.

Les conducteurs connectés en série ont une particularité caractéristique. Si au moins l'un d'entre eux tombe en panne pendant le fonctionnement, le flux de courant s'arrête dans tout le circuit. L'exemple le plus frappant est celui où une ampoule grillée dans un circuit en série entraîne la défaillance de l'ensemble du système. Pour identifier une ampoule grillée, vous devrez vérifier l’ensemble de la guirlande.

Connexion parallèle des conducteurs

Dans les réseaux électriques, les conducteurs peuvent être connectés de différentes manières : en série, en parallèle et en combinaison. Parmi eux, une connexion parallèle est une option lorsque les conducteurs aux points de départ et d'arrivée sont connectés les uns aux autres. Ainsi, les débuts et les fins des charges sont connectés ensemble et les charges elles-mêmes sont parallèles les unes aux autres. Un circuit électrique peut contenir deux, trois conducteurs ou plus connectés en parallèle.

Si l'on considère une connexion série et parallèle, l'intensité du courant dans cette dernière peut être étudiée à l'aide du circuit suivant. Prenez deux lampes à incandescence qui ont la même résistance et qui sont connectées en parallèle. Pour le contrôle, chaque ampoule est connectée à la sienne. De plus, un autre ampèremètre est utilisé pour surveiller le courant total dans le circuit. Le circuit de test est complété par une source d'alimentation et une clé.

Après avoir fermé la clé, vous devez surveiller les lectures des instruments de mesure. L'ampèremètre de la lampe n°1 indiquera le courant I1, et sur la lampe n°2 le courant I2. L'ampèremètre général indique la valeur du courant égale à la somme des courants des circuits individuels connectés en parallèle : I = I1 + I2. Contrairement à une connexion en série, si l’une des ampoules grille, l’autre fonctionnera normalement. Par conséquent, la connexion parallèle des appareils est utilisée dans les réseaux électriques domestiques.

En utilisant le même circuit, vous pouvez définir la valeur de la résistance équivalente. A cet effet, un voltmètre est ajouté au circuit électrique. Cela vous permet de mesurer la tension dans une connexion parallèle, tandis que le courant reste le même. Il existe également des points de croisement pour les conducteurs reliant les deux lampes.

À la suite des mesures, la tension totale pour une connexion parallèle sera : U = U1 = U2. Après cela, vous pouvez calculer la résistance équivalente, qui remplace conditionnellement tous les éléments d'un circuit donné. Avec une connexion en parallèle, conformément à la loi d'Ohm I = U/R, on obtient la formule suivante : U/R = U1/R1 + U2/R2, dans laquelle R est la résistance équivalente, R1 et R2 sont les résistances des deux ampoules, U = U1 = U2 est la valeur de tension indiquée par le voltmètre.

Il faut également prendre en compte le fait que les courants dans chaque circuit totalisent l’intensité totale du courant de l’ensemble du circuit. Dans sa forme finale, la formule reflétant la résistance équivalente ressemblera à ceci : 1/R = 1/R1 + 1/R2. À mesure que le nombre d’éléments dans ces chaînes augmente, le nombre de termes dans la formule augmente également. La différence entre les paramètres de base distingue les sources de courant les unes des autres, leur permettant d'être utilisées dans divers circuits électriques.

Une connexion parallèle de conducteurs se caractérise par une valeur de résistance équivalente assez faible, de sorte que l'intensité du courant sera relativement élevée. Ce facteur doit être pris en compte lorsqu'un grand nombre d'appareils électriques sont branchés sur des prises. Dans ce cas, le courant augmente considérablement, entraînant une surchauffe des lignes de câbles et des incendies ultérieurs.

Lois de connexion série et parallèle des conducteurs

Ces lois concernant les deux types de connexions conductrices ont été partiellement discutées précédemment.

Pour une compréhension et une perception plus claires dans un sens pratique, de la connexion en série et en parallèle des conducteurs, les formules doivent être considérées dans un certain ordre :

• Une connexion en série suppose le même courant dans chaque conducteur : I = I1 = I2.
• La connexion en parallèle et en série des conducteurs est expliquée différemment dans chaque cas. Par exemple, avec une connexion en série, les tensions sur tous les conducteurs seront égales entre elles : U1 = IR1, U2 = IR2. De plus, avec une connexion en série, la tension est la somme des tensions de chaque conducteur : U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.
• La résistance totale d'un circuit dans une connexion en série est constituée de la somme des résistances de tous les conducteurs individuels, quel que soit leur nombre.
• Avec une connexion en parallèle, la tension de l'ensemble du circuit est égale à la tension sur chacun des conducteurs : U1 = U2 = U.
• Le courant total mesuré dans l'ensemble du circuit est égal à la somme des courants circulant dans tous les conducteurs connectés en parallèle : I = I1 + I2.

Afin de concevoir plus efficacement les réseaux électriques, vous devez avoir une bonne connaissance de la connexion en série et en parallèle des conducteurs et de ses lois, afin de leur trouver l'application pratique la plus rationnelle.

Connexion mixte de conducteurs

Les réseaux électriques utilisent généralement des connexions série, parallèles et mixtes de conducteurs conçues pour des conditions de fonctionnement spécifiques. Cependant, la préférence est le plus souvent donnée à la troisième option, qui est un ensemble de combinaisons constituées de différents types de composés.

Dans de tels circuits mixtes, des connexions de conducteurs en série et en parallèle sont activement utilisées, dont les avantages et les inconvénients doivent être pris en compte lors de la conception des réseaux électriques. Ces connexions sont constituées non seulement de résistances individuelles, mais également de sections plutôt complexes comprenant de nombreux éléments.

La connexion mixte est calculée en fonction des propriétés connues des connexions série et parallèle. La méthode de calcul consiste à décomposer le circuit en composants plus simples, calculés séparément puis additionnés les uns aux autres.

Résistance du conducteur. Connexion parallèle et série des conducteurs.

Résistance électrique- une grandeur physique qui caractérise les propriétés d'un conducteur pour empêcher le passage du courant électrique et est égale au rapport de la tension aux extrémités du conducteur à l'intensité du courant qui le traverse. La résistance des circuits à courant alternatif et des champs électromagnétiques alternatifs est décrite par les concepts d'impédance et d'impédance caractéristique. La résistance (résistance) est également appelée composant radio conçu pour introduire une résistance active dans les circuits électriques.

Résistance (souvent symbolisée par la lettre R. ou r) est considérée, dans certaines limites, comme une valeur constante pour un conducteur donné ; il peut être calculé comme

R.- résistance;

U- différence de potentiel électrique (tension) aux extrémités du conducteur ;

je- l'intensité du courant circulant entre les extrémités du conducteur sous l'influence d'une différence de potentiel.

Pour connexion série conducteurs (Fig. 1.9.1), l'intensité du courant dans tous les conducteurs est la même :

D'après la loi d'Ohm, la tension U 1 et U 2 sur les conducteurs sont égaux

Dans une connexion en série, la résistance totale du circuit est égale à la somme des résistances des conducteurs individuels.

Ce résultat est valable pour un nombre quelconque de conducteurs connectés en série.

En connexion parallèle (Fig. 1.9.2) tension U 1 et U 2 sur les deux conducteurs sont les mêmes :

Ce résultat découle du fait qu'aux points de branchement actuels (nœuds UN Et B) les charges ne peuvent pas s'accumuler dans un circuit CC. Par exemple, au nœud UN dans le temps Δ t la charge fuit jeΔ t, et la charge s'éloigne du nœud en même temps je 1Δ t + je 2Δ t. Ainsi, je = je 1 + je 2 .

Écriture basée sur la loi d'Ohm

Lors de la connexion de conducteurs en parallèle, l'inverse de la résistance totale du circuit est égal à la somme des inverses des résistances des conducteurs connectés en parallèle.

Ce résultat est valable pour n'importe quel nombre de conducteurs connectés en parallèle.

Les formules de connexion en série et en parallèle des conducteurs permettent dans de nombreux cas de calculer la résistance d'un circuit complexe composé de plusieurs résistances. En figue. 1.9.3 montre un exemple d'un circuit aussi complexe et indique la séquence de calculs.

Il convient de noter que tous les circuits complexes constitués de conducteurs de résistances différentes ne peuvent pas être calculés à l'aide de formules pour les connexions en série et en parallèle. En figue. 1.9.4 montre un exemple de circuit électrique qui ne peut pas être calculé à l'aide de la méthode ci-dessus.

Le courant dans un circuit électrique passe par des conducteurs depuis la source de tension jusqu'à la charge, c'est-à-dire les lampes et les appareils. Dans la plupart des cas, des fils de cuivre sont utilisés comme conducteurs. Le circuit peut contenir plusieurs éléments avec des résistances différentes. Dans un circuit d'instruments, les conducteurs peuvent être connectés en parallèle ou en série, et il peut également y avoir des types mixtes.

Un élément de circuit avec résistance est appelé résistance ; la tension de cet élément est la différence de potentiel entre les extrémités de la résistance. Les connexions électriques de conducteurs en parallèle et en série sont caractérisées par un principe de fonctionnement unique, selon lequel le courant circule du plus au moins et le potentiel diminue en conséquence. Dans les circuits électriques, la résistance du câblage est considérée comme égale à 0, car elle est négligeable.

Une connexion parallèle suppose que les éléments du circuit sont connectés à la source en parallèle et sont allumés simultanément. La connexion en série signifie que les conducteurs de résistance sont connectés dans un ordre strict les uns après les autres.

Lors du calcul, la méthode d'idéalisation est utilisée, ce qui simplifie grandement la compréhension. En fait, dans les circuits électriques, le potentiel diminue progressivement à mesure qu'il se déplace dans le câblage et les éléments inclus dans une connexion parallèle ou série.

Connexion en série des conducteurs

Le schéma de connexion série signifie qu'ils sont allumés dans un certain ordre, l'un après l'autre. De plus, la force actuelle dans chacun d’eux est égale. Ces éléments créent un stress total dans la zone. Les charges ne s'accumulent pas dans les nœuds du circuit électrique, sinon un changement de tension et de courant serait observé. Avec une tension constante, le courant est déterminé par la valeur de la résistance du circuit, donc dans un circuit en série, la résistance change si une charge change.

L'inconvénient de ce schéma est le fait que si un élément tombe en panne, les autres perdent également leur capacité de fonctionner, puisque le circuit est rompu. Un exemple serait une guirlande qui ne fonctionne pas si une ampoule grille. Il s'agit d'une différence essentielle par rapport à une connexion parallèle, dans laquelle les éléments peuvent fonctionner séparément.

Le circuit séquentiel suppose que, en raison de la connexion des conducteurs à un seul niveau, leur résistance est égale en tout point du réseau. La résistance totale est égale à la somme des réductions de tension des différents éléments du réseau.

Avec ce type de connexion, le début d'un conducteur est connecté à la fin d'un autre. La caractéristique clé de la connexion est que tous les conducteurs sont sur un seul fil sans branches et qu'un courant électrique circule à travers chacun d'eux. Cependant, la tension totale est égale à la somme des tensions sur chacun. Vous pouvez également regarder la connexion d'un autre point de vue - tous les conducteurs sont remplacés par une résistance équivalente et le courant qui y circule coïncide avec le courant total qui traverse toutes les résistances. La tension cumulée équivalente est la somme des valeurs de tension aux bornes de chaque résistance. C'est ainsi qu'apparaît la différence de potentiel aux bornes de la résistance.

L’utilisation d’une connexion en guirlande est utile lorsque vous devez spécifiquement allumer et éteindre un appareil spécifique. Par exemple, une cloche électrique ne peut sonner que lorsqu'elle est connectée à une source de tension et à un bouton. La première règle stipule que s'il n'y a pas de courant sur au moins un des éléments du circuit, alors il n'y aura pas de courant sur le reste. Ainsi, s’il y a du courant dans un conducteur, il y en a aussi dans les autres. Un autre exemple serait une lampe de poche alimentée par batterie, qui ne s'allume que si une batterie, une ampoule fonctionne et qu'un bouton est enfoncé.

Dans certains cas, un circuit séquentiel n’est pas pratique. Dans un appartement où le système d'éclairage se compose de nombreuses lampes, appliques, lustres, il n'est pas nécessaire d'organiser un schéma de ce type, car il n'est pas nécessaire d'allumer et d'éteindre l'éclairage dans toutes les pièces en même temps. Pour cela, il est préférable d'utiliser une connexion parallèle afin de pouvoir allumer la lumière dans des pièces individuelles.

Connexion parallèle des conducteurs

Dans un circuit parallèle, les conducteurs sont un ensemble de résistances dont certaines extrémités sont assemblées en un nœud et les autres extrémités en un deuxième nœud. On suppose que la tension dans le type de connexion parallèle est la même dans toutes les sections du circuit. Les sections parallèles du circuit électrique sont appelées branches et passent entre deux nœuds de connexion ; elles ont la même tension. Cette tension est égale à la valeur sur chaque conducteur. La somme des indicateurs inverses des résistances des branches est également l'inverse par rapport à la résistance d'une section individuelle du circuit du circuit parallèle.

Pour les connexions en parallèle et en série, le système de calcul de la résistance des conducteurs individuels est différent. Dans le cas d'un circuit parallèle, le courant circule dans les branches, ce qui augmente la conductivité du circuit et réduit la résistance totale. Lorsque plusieurs résistances de valeurs similaires sont connectées en parallèle, la résistance totale d'un tel circuit électrique sera inférieure à une résistance un nombre de fois égal à .

Chaque branche a une résistance, et le courant électrique, lorsqu'il atteint le point de dérivation, est divisé et diverge vers chaque résistance, sa valeur finale est égale à la somme des courants à toutes les résistances. Toutes les résistances sont remplacées par une résistance équivalente. En appliquant la loi d'Ohm, la valeur de la résistance devient claire - dans un circuit parallèle, les valeurs inverses des résistances sur les résistances sont résumées.

Avec ce circuit, la valeur du courant est inversement proportionnelle à la valeur de la résistance. Les courants dans les résistances ne sont pas interconnectés, donc si l'une d'elles est désactivée, cela n'affectera en rien les autres. Pour cette raison, ce circuit est utilisé dans de nombreux appareils.

Lorsque l'on considère les possibilités d'utilisation d'un circuit parallèle dans la vie quotidienne, il est conseillé de noter le système d'éclairage de l'appartement. Toutes les lampes et lustres doivent être connectés en parallèle, dans ce cas, allumer et éteindre l'un d'eux n'affecte en rien le fonctionnement des lampes restantes. Ainsi, en ajoutant un interrupteur pour chaque ampoule dans une branche du circuit, vous pourrez allumer et éteindre la lumière correspondante selon vos besoins. Toutes les autres lampes fonctionnent indépendamment.

Tous les appareils électriques sont connectés en parallèle à un réseau électrique avec une tension de 220 V, puis ils y sont connectés. Autrement dit, tous les appareils sont connectés quelle que soit la connexion d’autres appareils.

Lois de connexion série et parallèle des conducteurs

Pour une compréhension détaillée en pratique des deux types de connexions, nous présentons des formules expliquant les lois de ces types de connexions. Les calculs de puissance pour les connexions parallèles et série sont différents.

Dans un circuit en série, il y a le même courant dans tous les conducteurs :

Selon la loi d'Ohm, ces types de connexions de conducteurs s'expliquent différemment selon les cas. Ainsi, dans le cas d'un circuit série, les tensions sont égales entre elles :

U1 = IR1, U2 = IR2.

De plus, la tension totale est égale à la somme des tensions des conducteurs individuels :

U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR.

La résistance totale d'un circuit électrique est calculée comme la somme des résistances actives de tous les conducteurs, quel que soit leur nombre.

Dans le cas d'un circuit parallèle, la tension totale du circuit est similaire à la tension des éléments individuels :

Et l'intensité totale du courant électrique est calculée comme la somme des courants qui existent dans tous les conducteurs situés en parallèle :

Pour garantir une efficacité maximale des réseaux électriques, il est nécessaire de comprendre l'essence des deux types de connexions et de les appliquer de manière appropriée, en utilisant les lois et en calculant la rationalité de la mise en œuvre pratique.

Connexion mixte de conducteurs

Les circuits de résistance série et parallèle peuvent être combinés en un seul circuit électrique si nécessaire. Par exemple, il est permis de connecter des résistances parallèles en série ou dans un groupe de résistances ; ce type est considéré comme combiné ou mixte.

Dans ce cas, la résistance totale est calculée en additionnant les valeurs de la connexion parallèle dans le système et de la connexion en série. Tout d'abord, il est nécessaire de calculer les résistances équivalentes des résistances d'un circuit en série, puis des éléments d'un circuit parallèle. La connexion série est considérée comme une priorité et les circuits de ce type combiné sont souvent utilisés dans les appareils électroménagers et les appareils électroménagers.

Ainsi, en considérant les types de connexions de conducteurs dans les circuits électriques et en fonction des lois de leur fonctionnement, vous pouvez pleinement comprendre l'essence de l'organisation des circuits de la plupart des appareils électroménagers. Pour les connexions parallèles et série, le calcul de la résistance et du courant est différent. Connaissant les principes de calcul et les formules, vous pouvez utiliser avec compétence chaque type d'organisation de circuit pour connecter les éléments de manière optimale et avec une efficacité maximale.

Saviez-vous, Qu'est-ce qu'une expérience de pensée, une expérience gedanken ?
Il s’agit d’une pratique inexistante, d’une expérience d’un autre monde, d’une imagination de quelque chose qui n’existe pas réellement. Les expériences de pensée sont comme des rêves éveillés. Ils donnent naissance à des monstres. Contrairement à une expérience physique, qui est un test expérimental d'hypothèses, une « expérience de pensée » remplace comme par magie les tests expérimentaux par des conclusions souhaitées qui n'ont pas été testées dans la pratique, en manipulant des constructions logiques qui violent en réalité la logique elle-même en utilisant des prémisses non prouvées comme des prémisses prouvées, qui c'est, par substitution. Ainsi, la tâche principale des candidats aux « expériences de pensée » est de tromper l'auditeur ou le lecteur en remplaçant une véritable expérience physique par sa « poupée » - un raisonnement fictif sur parole sans la vérification physique elle-même.
Remplir la physique d’« expériences de pensée » imaginaires a conduit à l’émergence d’une image absurde, surréaliste et confuse du monde. Un vrai chercheur doit distinguer ces « emballages de bonbons » des valeurs réelles.

Les relativistes et les positivistes soutiennent que les « expériences de pensée » sont un outil très utile pour tester la cohérence des théories (également nées dans notre esprit). En cela, ils trompent les gens, puisque toute vérification ne peut être effectuée que par une source indépendante de l'objet de la vérification. Le demandeur de l'hypothèse lui-même ne peut pas tester sa propre déclaration, puisque la raison même de cette déclaration est l'absence de contradictions dans la déclaration visibles par le demandeur.

Nous le voyons dans l’exemple du SRT et du GTR, qui sont devenus une sorte de religion qui contrôle la science et l’opinion publique. Aucun nombre de faits qui les contredisent ne peut vaincre la formule d'Einstein : « Si un fait ne correspond pas à la théorie, changez le fait » (Dans une autre version, « Le fait ne correspond-il pas à la théorie ? - Tant pis pour le fait »).

Le maximum auquel une « expérience de pensée » peut prétendre est seulement la cohérence interne de l’hypothèse dans le cadre de la logique propre du candidat, souvent loin d’être vraie. Cela ne vérifie pas le respect de la pratique. Une véritable vérification ne peut avoir lieu que dans le cadre d’une véritable expérience physique.

Une expérience est une expérience car elle n’est pas un raffinement de la pensée, mais un test de la pensée. Une pensée cohérente ne peut pas se vérifier. Cela a été prouvé par Kurt Gödel.

Dans de nombreux circuits électriques, nous pouvons trouver des séries et . Un concepteur de circuits peut, par exemple, combiner plusieurs résistances avec des valeurs standards (série E) pour obtenir la résistance requise.

Connexion en série des résistances- Il s'agit d'une connexion dans laquelle le courant circulant à travers chaque résistance est le même, puisqu'il n'y a qu'un seul sens pour que le courant circule. Dans le même temps, la chute de tension sera proportionnelle à la résistance de chaque résistance du circuit série.

Connexion en série des résistances

Exemple 1

En utilisant la loi d'Ohm, il est nécessaire de calculer la résistance équivalente d'une série de résistances connectées en série (R1. R2, R3), ainsi que la chute de tension et la puissance pour chaque résistance :

Toutes les données peuvent être obtenues en utilisant la loi d'Ohm et sont présentées dans le tableau suivant pour une meilleure compréhension :

Exemple n°2

a) sans résistance R3 connectée

b) avec résistance R3 connectée

Comme vous pouvez le voir, la tension de sortie U sans résistance de charge R3 est de 6 volts, mais la même tension de sortie avec R3 connecté devient seulement 4 V. Ainsi, la charge connectée au diviseur de tension provoque une chute de tension supplémentaire. Cet effet de réduction de tension peut être compensé en utilisant une résistance fixe installée à la place, avec laquelle vous pouvez ajuster la tension aux bornes de la charge.

Calculateur en ligne pour calculer la résistance des résistances connectées en série

Pour calculer rapidement la résistance totale de deux ou plusieurs résistances connectées en série, vous pouvez utiliser le calculateur en ligne suivant :

Résumer

Lorsque deux résistances ou plus sont connectées ensemble (la borne de l’une est connectée à la borne d’une autre résistance), il s’agit alors d’une connexion en série de résistances. Le courant circulant à travers les résistances a la même valeur, mais la chute de tension à leurs bornes n’est pas la même. Elle est déterminée par la résistance de chaque résistance, qui est calculée selon la loi d'Ohm (U = I * R).