La connexion en parallèle des résistances, ainsi que la série, est le principal moyen de connecter des éléments dans un circuit électrique. Dans la seconde version, tous les éléments sont installés séquentiellement: la fin d'un élément est reliée au début du suivant. Dans un tel circuit, l'intensité du courant sur tous les éléments est la même et la chute de tension dépend de la résistance de chaque élément. Il y a deux nœuds dans une connexion série. Les débuts de tous les éléments sont reliés à l'un et leurs fins au second. Classiquement, pour le courant continu, ils peuvent être désignés comme plus et moins, et pour le courant alternatif comme phase et zéro. En raison de ses caractéristiques, il est largement utilisé dans les circuits électriques, y compris ceux à connexion mixte. Les propriétés sont les mêmes pour DC et AC.
Calcul de la résistance totale lorsque les résistances sont connectées en parallèle
Contrairement à une connexion en série, où pour trouver la résistance totale il suffit d'additionner la valeur de chaque élément, pour une connexion en parallèle, il en sera de même pour la conductivité. Et comme il est inversement proportionnel à la résistance, nous obtenons la formule présentée avec le circuit dans la figure suivante:
Il est nécessaire de noter une caractéristique importante du calcul de la connexion en parallèle des résistances: la valeur totale sera toujours inférieure à la plus petite d'entre elles. Pour les résistances, cela est vrai pour le courant continu et alternatif. Les bobines et les condensateurs ont leurs propres caractéristiques.
Courant et tension
Lors du calcul de la résistance parallèle des résistances, vous devez savoir comment calculer la tension et le courant. Dans ce cas, la loi d'Ohm nous aidera, qui détermine la relation entre la résistance, le courant et la tension.
Basé sur la première formulation de la loi de Kirchhoff, on obtient que la somme des courants convergeant en un nœud est égale à zéro. Le sens est choisi en fonction du sens de circulation du courant. Ainsi, la direction positive pour le premier nœud peut être considérée comme le courant entrant de l'alimentation. Et la sortie de chaque résistance sera négative. Pour le deuxième nœud, l'image est ci-contre. Sur la base de la formulation de la loi, nous obtenons que le courant total est égal à la somme des courants traversant chaque résistance connectée en parallèle.
La tension finale est déterminée par la deuxième loi de Kirchhoff. Il en est de même pour chaque résistance et est égal au total. Cette fonction est utilisée pour connecter les prises et l'éclairage dans les appartements.
Exemple de calcul
Comme premier exemple, calculons la résistance lors de la connexion de résistances identiques en parallèle. Le courant qui les traverse sera le même. Un exemple de calcul de résistance ressemble à ceci:
Cet exemple montre clairement queque la résistance totale est deux fois plus faible que chacun d'eux. Cela correspond au fait que l'intensité totale du courant est deux fois plus élevée que celle d'un. Il est également bien corrélé avec le doublement de la conductivité.
Deuxième exemple
Considérons un exemple de connexion en parallèle de trois résistances. Pour calculer, nous utilisons la formule standard:
De même, les circuits avec un grand nombre de résistances connectées en parallèle sont calculés.
Exemple de connexion mixte
Pour un composé mixte tel que celui ci-dessous, le calcul se fera en plusieurs étapes.
Pour commencer, les éléments en série peuvent être remplacés conditionnellement par une résistance avec une résistance égale à la somme des deux remplacées. De plus, la résistance totale est considérée de la même manière que pour l'exemple précédent. Cette méthode convient également à d'autres schémas plus complexes. En simplifiant constamment le circuit, vous pouvez obtenir la valeur souhaitée.
Par exemple, si deux résistances parallèles sont connectées au lieu de R3, vous devrez d'abord calculer leur résistance, en les remplaçant par une équivalente. Et puis la même chose que dans l'exemple ci-dessus.
Application d'un circuit parallèle
La connexion parallèle des résistances trouve son application dans de nombreux cas. La connexion en série augmente la résistance, mais dans notre cas, elle diminuera. Par exemple, un circuit électrique nécessite une résistance de 5 ohms, mais il n'y a que des résistances de 10 ohms et plus. Dès le premier exemple, nous savonsque vous pouvez obtenir la moitié de la valeur de résistance si vous installez deux résistances identiques en parallèle l'une avec l'autre.
Vous pouvez réduire encore plus la résistance, par exemple, si deux paires de résistances connectées en parallèle sont connectées en parallèle l'une par rapport à l'autre. Vous pouvez réduire la résistance d'un facteur deux si les résistances ont la même résistance. En combinant avec une connexion série, n'importe quelle valeur peut être obtenue.
Le deuxième exemple est l'utilisation d'une connexion parallèle pour l'éclairage et les prises dans les appartements. Grâce à cette connexion, la tension sur chaque élément ne dépendra pas de leur nombre et sera la même.
Un autre exemple d'utilisation de la connexion en parallèle est la mise à la terre de protection des équipements électriques. Par exemple, si une personne touche le boîtier métallique de l'appareil, sur lequel se produit une panne, une connexion parallèle sera obtenue entre celui-ci et le conducteur de protection. Le premier nœud sera le lieu de contact et le second sera le point zéro du transformateur. Un courant différent traversera le conducteur et la personne. La valeur de résistance de ce dernier est prise à 1000 ohms, bien que la valeur réelle soit souvent beaucoup plus élevée. S'il n'y avait pas de terre, tout le courant circulant dans le circuit passerait par la personne, puisqu'il serait le seul conducteur.
La connexion parallèle peut également être utilisée pour les batteries. La tension reste la même, mais leur capacité double.
Résultat
Lorsque les résistances sont connectées en parallèle, la tension entre elles sera la même et le courantest égal à la somme des courants traversant chaque résistance. La conductivité sera égale à la somme de chacun. À partir de là, une formule inhabituelle pour la résistance totale des résistances est obtenue.
Il est nécessaire de prendre en compte lors du calcul de la connexion en parallèle des résistances que la résistance finale sera toujours inférieure à la plus petite. Cela peut aussi s'expliquer par la sommation de la conductance des résistances. Ce dernier augmentera avec l'ajout de nouveaux éléments et, par conséquent, la conductivité diminuera.
