Circuit en série ou parallèle - [S'informer et apprendre en ligne]

Physique

Circuit en série ou parallèle

Electricité

Article mis en ligne le 5 mars 2007

dernière modification le 16 mars 2008

par Antonin Urner, David Optyker, Théo Cormon

Dans ce laboratoire nous allons déterminer les lois que respectent le courant et la tension dans des circuit en série ou parallèle grâce à des mesures expérimentales.

Introduction :

Dans cette expérience, nous allons tenter de mettre en avant les différentes lois et règles qui régissent les circuits électriques montés en série ou en parallèle. Pour cela nous allons nous aider de divers montages électriques, de plusieurs résistances, ainsi que de sondes connectées à un programme informatique permettant de récolter les données utiles.

Questions préalables :

1. Dans un circuit en série, il faut, pour avoir la valeur de la résistance équivalente, additionner les valeurs de chacune des résistances présentes dans le circuit.

2. Dans un circuit en parallèle, l’inverse de la valeur de la résistance équivalente, correspond à l’addition de l’inverse de la valeur de chacune des résistances.

1/R_éq = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃

Valeur nominale de la résistance ( $\Omega$ )	Tolérance (%)	Résistance minimum ( $\Omega$ )	Résistance maximum( $\Omega$ )
10	5	9.5	10.5
47	5	44.65	49.35
68	5	64.6	71.4

Tableaux de données

Partie I : Circuit en série
	R1 ( $\Omega$ )	R2 ( $\Omega$ )	I (A)	V₁ (V)	V₂ (V)	Req ( $\Omega$ )	V_tot (V)
1	10	10	0.1401	1.480	1.450	20.14	2.933
2	10	47	0.0516	0.543	2.436	57.79	2.982
3	47	47	0.0321	1.493	1.502	93.4	2.998

Partie II : Circuit en parallèle
	R1 ( $\Omega$ )	R2( $\Omega$ )	I (A)	V₁ (v)	V₂ (v)	Req ( $\Omega$ )	V_tot (V)
1	47	47	0.1245	2.940	2.940	23.66	2.946
2	47	68	0.1068	2.943	2.946	27.58	2.946
3	68	68	0.0891	2.949	2.949	33.09	2.949

Partie III : Courant [1]
	R1 ( $\Omega$ )	R2 ( $\Omega$ )	I₁ (A)	I₂ (A)
1	10	47	0.053	0.053
2	47	68	0.064	0.044

Analyse

1. V₁+V₂=V_tot

2. Loi d’Ohm :
R_éq = v_tot/I

Voir le tableau de données "Partie 1", pour les valeurs des résistances équivalentes.

3. Pour obtenir la résistance équivalente, il suffit d’additionner les deux résistances :

R_éq = R₁ + R₂

valeur calculée de R_éq minimale( $\Omega$ )	valeur mesurée de R_éq( $\Omega$ )	valeur calculée de R_éq maximale( $\Omega$ )
19	20.14	21
54.15	57.79	59.85
89.3	93.4	98.7

5. Loi d’Ohm :
R_éq = v_tot/I

Voir le tableau de données "Partie 2", pour les valeurs des résistances équivalentes.

6. Pour un circuit comportant seulement deux résistances, on peut utiliser la relation suivante :

R_éq = (R₁ * R₂) / (R₁ + R₂)

Lorsqu’il y a plus de deux résistances, il faut utiliser :

1/R_éq = 1/R₁ + 1/R₂+ ... + 1/R_n

7. Nous constatons que dans un circuit parallèle la tension reste inchangée quel que soit les points où on la mesure. Nous pouvons donc en déduire que :

V₁ = V₂ = V_tot

8. Dans un circuit en série, l’intensité du courant ne change pas, ce qui nous permet d’établir la relation suivante : I_tot = I₁ = I₂

9. Nous avons découvert que dans un circuit en parallèle, le courant se comporte de la même que manière la tension dans un circuit en série. Pour avoir la valeur totale du courant, il nous faut additionner la valeur du courant de chaque branche du circuit en parallèle.
I_tot = I₁ + I₂

10. C’est la résistance qui a la plus faible résistivité qui est traversée par le courant le plus fort, car c’est elle qui offre la plus grande perméabilité au courant. En effet, une résistance plus faible laissera passer plus de courant , le courant à sa sortie sera donc plus fort qu’avec un résistance ayant une plus forte résistivité.

Conclusion

Cette expériece nous a permis de mieux comprendre les mécanismes et les phénomènes électriques qui apparaissent dans les différents montages électriques. Cela nous a également permis de mieux cerner les différences entre circuits en série et circuits en parallèle, et d’en découvrir les lois qui les régissent.