Quelle est la différence entre les circuits en série et en parallèle ?

La topologie des circuits est une famille de concepts fascinante et étonnamment accessible. Aujourd'hui, nous allons explorer la différence entre les circuits série et parallèle.

Qu'est-ce qu'un circuit série? De plus, qu'est-ce qu'un circuit parallèle? Même si vous n'en avez absolument aucune idée, nous pouvons déjà vous dire que vous utilisez probablement les deux types de circuits chaque jour de votre vie.

Comprendre la différence entre un circuit série et un circuit parallèle: définition et concepts clés

Dans les termes les plus simples possibles: un circuit série offre le courant d'électricité un chemin idéal à travers le labyrinthe. Circuits parallèles, d'autre part, sont configurés pour qu'il y ait deux ou plusieurs chemins à travers le circuit pour que le courant suive. Ces types de circuits sont considérés comme « parallèles » car le chemin de dérivation du courant passe le long de lui-même lorsqu'il traverse les deux boucles simultanément.

Le comportement d'un courant dans un circuit parallèle lorsqu'il traverse un circuit est largement déterminé par le fait qu'un le courant électrique cherchera les zones de tension la plus basse dans un système donné, occupant ces zones de toutes les manières possibles.

Ce n'est pas exactement aussi simple, mais vous serez heureux de savoir qu'il n'y a vraiment que quelques autres règles impliquées ici. Qu'est-ce qui détermine exactement le chemin de moindre résistance du courant ?

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Série contre Circuits parallèles: que se passe-t-il à Tolède ?

Pour visualiser ce phénomène, nous allons citer quelques mots clés du vocabulaire à retenir :

• Courant: Énergie électrique, puisée à une source et liée par un conduit.
• La source: D'où vient l'électricité? Une pile? Un éclair?
• Conduit: Tout élément suffisamment conducteur pour tirer l'électricité de sa source. Le fil de cuivre à l'intérieur du câble de charge de votre smartphone est un exemple de conduit électrique, conduisant le courant de votre ordinateur ou d'un bloc chargeur à la batterie nécessitant une charge.
• Circuit fermé: Un réseau électrique fermé, dans lequel le courant a un chemin direct vers la source, formant une boucle complète, continue et ininterrompue.
• Tension: Une mesure de l'énergie potentielle par unité lorsque deux points quelconques du circuit sont comparés les uns aux autres. C'est le mécanisme par lequel le courant trouve son chemin à travers un circuit; l'excès de tension dans une partie du système s'écoule vers des points de tension plus basse, cherchant constamment l'équilibre.
• La résistance: Tout facteur qui inhibe la compensation de tension et le débit. Le silicone est un exemple de matériau isolant hautement résistant utilisé couramment en électronique. Un matériau résistant est utilisé pour diriger le flux d'électricité dans tout le circuit et l'empêcher de s'échapper de son conduit.

Lors de la visualisation d'un courant électrique, nous avons affaire au transfert d'électrons d'atome à atome le long du conduit. Un objet se charge positivement ou négativement lorsqu'il contient plus d'électrons que de protons, qui ne quittent pas l'atome de leur propre chef.

Les électrons sont la monnaie de l'électricité. Ce transfert d'électrons fait partie intégrante de la façon dont un courant est véhiculé par chaque atome du conduit.

Comment les électrons traversent-ils les circuits en série et en parallèle ?

Pensez à tous ces électrons chevauchant les rails du conduit comme s'il s'agissait de petites voitures roulant sur une autoroute miniature.

Dans un circuit fermé et complet, l'électricité suit son conduit jusqu'à l'endroit où elle finira par « couler », c'est-à-dire le point de tension la plus basse disponible pour le courant, l'endroit où il se sentira physiquement le plus obligé de aller. L'électricité parcourt le système fermé de manière ordonnée et continue, sa tension totale conservée se distribuant naturellement dans tout le système, en supposant un état quantique spécifique.

Dans un circuit parallèle, au lieu de parcourir encore et encore ce seul chemin en boucle, il y a des « rampes d'accès » et des « rampes de sortie », des jonctions d'accès offrant au courant une route panoramique alternative à travers deux ou plusieurs branches parallèles. L'état en boucle simple se répartit maintenant de manière très différente dans tout le circuit.

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Tension en parallèle: les lois de circuit de Kirchhoff

Nous avons vu des circuits parallèles décrits comme ressemblant dans une certaine mesure à des vaisseaux sanguins ramifiés. L'ensemble du réseau soutient le flux sanguin dans chaque veine et capillaire, atteignant chaque coin du corps auquel le système est connecté.

Le physicien allemand Gustav Kirchhoff a été l'un des premiers à formaliser mathématiquement l'analyse des circuits. Il a réussi à simplifier le comportement de l'électricité dans un circuit en utilisant deux lois physiques qui vont de pair.

Un courant traversant n'importe quel circuit obéit physiquement à ces lois, quoi qu'il en soit :

1. L'énergie circulant dans un nœud ou à l'intersection d'un circuit de dérivation est bien égale à l'énergie qui en sort, en conservant la charge totale nette du système.
2. La somme totale des différences électriques potentielles nettes dans l'ensemble du système doit être égale à zéro. Les composants d'alimentation, tels que les cellules de batterie, contribuent à cette somme, alimentant des composants énergivores, tels que des résistances ou des appareils tels que des ampoules.

Ces deux éléments clarifient exactement ce qui régit exactement le comportement du courant dans un circuit donné. Ce deuxième point est cependant particulièrement intéressant.

Essentiellement, cette deuxième loi affirme que chaque électron traversant le circuit doit gagner exactement autant d'énergie qu'il en perd en cours de route. Si l'une ou l'autre des exigences n'est pas remplie, le chemin considéré n'est pas un chemin viable pour le passage naturel du courant.

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Exemples de circuits en série et en parallèle

L'exemple le plus courant de tension en parallèle vs. en série: lumières de Noël. Plus précisément, les cordes modernes vs. lumières d'époque.

À l'origine, les lumières de Noël étaient enfilées en série, une guirlande d'ampoules à sens unique; si une ampoule tombe en panne, tout s'éteint, à la fois avant l'ampoule grillée et après. Le circuit est maintenant ouvert et a effectivement été rompu.

C'est une triste situation, mais ne laissez pas ce premier exemple vous gâcher les circuits en série. Il existe encore de nombreuses circonstances où les circuits en série sont, en fait, le type de circuit approprié à choisir :

• Des engins simples qui ne contrôlent qu'un seul appareil - les petites lumières LED dans certains jouets, par exemple
• Une lampe de poche, ou tout autre appareil simple actionné par le basculement d'un interrupteur
• Un fusible protégeant un gros appareil comme une machine à laver contre les surintensités; ils sont reliés dans un circuit série de sorte que la série est rompue par conséquence lorsque le fusible est déclenché

En revanche, les circuits parallèles sont conçus pour rester en fonctionnement dans toutes les conditions. Les lumières de Noël modernes utilisent un circuit parallèle pour éviter le désastre malheureux des vacances susmentionné, par exemple. Même s'il ne reste qu'une ampoule debout, elle pourra toujours briller.

D'autres exemples courants de circuits parallèles sont les suivants :

• Les phares de voiture sont câblés en parallèle de sorte qu'un côté reste fonctionnel même si l'autre côté tombe en panne
• Les systèmes de haut-parleurs commerciaux utilisent des circuits parallèles pour la même raison
• Les lampadaires dépendent de la tension en parallèle afin de garder la majorité de la rue éclairée

Ni les circuits parallèles ni les circuits en série ne doivent être considérés comme " meilleurs " ou " pires " que les autres - les deux sont incroyablement utiles à leur manière dans des circonstances différentes. Si vous savez ce que vous devez accomplir avec le circuit que vous concevez, le côté de la clôture auquel vous appartenez devrait être tout à fait évident.

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Les bases des circuits: circuits parallèles et en série, et pourquoi les deux sont importants

L'électricité est dangereuse. Comprendre comment fonctionnent les circuits est un moyen de rester en sécurité, peu importe dans quoi vous vous engagez.

La bonne nouvelle: si vous parvenez à maîtriser ces concepts et d'autres dans ce domaine, vous serez armé et prêt avec tout ce que vous aurez besoin de savoir pour éviter que votre projet ne grille votre corps vivant comme un poulet pépite. Prenez-le de quelqu'un qui a été là.

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