Elec Class

apprendre l'électricité en manipulant

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Fiche de cours · chapitre 6 sur 15

Résistances
série, parallèle

En série, les résistances s'additionnent : Réq = R₁ + R₂. En parallèle, ce sont leurs inverses qui s'additionnent (1/Réq = 1/R₁ + 1/R₂), et pour deux résistances Réq = R₁ × R₂ / (R₁ + R₂).

Série : Réq = R₁ + R₂
parallèle : 1Réq = 1R₁ + 1R₂Se lit : « En série, Réq égale R₁ plus R₂ ; en parallèle, un sur Réq égale un sur R₁ plus un sur R₂ »
Réq Résistance équivalenteohm (Ω)
R₁ Première résistanceohm (Ω)
R₂ Deuxième résistanceohm (Ω)
01

Calculateur de résistances en parallèle

Le résultat se calcule sous tes yeux, ligne par ligne, comme au tableau.

Calculateur de résistances en parallèle

Deux résistances en parallèle : trouve Réq, ou la résistance à ajouter pour obtenir une valeur précise.

1Je cherche

2Je donne les valeurs connues

Formule utilisée Réq = R₁ · R₂R₁ + R₂

Valeurs courantes :
Valeurs courantes :

3Le résultat

Résistance équivalente Réq

600 Ω

Réq = R₁ · R₂R₁ + R₂
Réq = {R₁} × {R₂} / ({R₁} + {R₂})
Réq = 600 Ω

{R₁} en parallèle avec {R₂} équivaut à une seule résistance de {Réq}.

02

Résistances en série et en parallèle : le cours

La définition, l'essentiel à retenir et des exemples de tous les jours.

En série, le même courant traverse toutes les résistances : elles s'ajoutent, et la tension se partage proportionnellement à chacune (diviseur de tension).

En parallèle, toutes les branches sont sous la même tension : les courants s'ajoutent, et la résistance équivalente est plus petite que la plus petite des branches. Un montage mixte se réduit de proche en proche. Les deux fils d'une ligne sont en série avec le récepteur : ils provoquent une chute de tension 2·R_l·I.

À retenir

  1. En série, le même courant traverse tout : les tensions s'additionnent et Réq est plus grande que la plus grande résistance.
  2. En parallèle, toutes les branches ont la même tension : les courants s'additionnent et Réq est plus petite que la plus petite branche.
  3. Un montage mixte se réduit pas à pas, du groupe le plus intérieur vers l'ensemble ; on redescend ensuite vers chaque résistance.
L'image des caisses du supermarché

En parallèle, ouvrir une caisse de plus ajoute un chemin : la file avance plus vite, même si la nouvelle caisse est lente, comme Réq qui diminue toujours quand on ajoute une branche. En série, c'est passer deux contrôles l'un après l'autre : les attentes s'additionnent. Limite : un client choisit sa caisse, alors que le courant se partage tout seul, à l'inverse des résistances.

Les formules du chapitre

Quel que soit le montage

Loi d'Ohm sur chaque résistance

Un = Rn · In
In = UnRn
Rn = UnIn
GrandeurSymboleUnité
Tension aux bornes de la résistance nUnV
Résistance nRnΩ
Intensité qui la traverseInA

Chaque résistance obéit à la loi d'Ohm avec sa propre tension et son propre courant, en série comme en parallèle.

Résistance équivalente

Réq = UI
GrandeurSymboleUnité
Résistance équivalenteRéqΩ
Tension aux bornes du groupementUV
Intensité totaleIA

Réq est la résistance unique qui, sous la même tension U, laisserait passer le même courant I.

Puissance de chaque résistance

Pn = Un · In
Pn = Rn · In²
Pn = Un²Rn
GrandeurSymboleUnité
Puissance dissipée par la résistance nPnW

Bilan de puissance

P = P₁ + P₂ + ...
P = U · I
GrandeurSymboleUnité
Puissance totalePW

Les puissances s'ajoutent toujours, en série, en parallèle ou en mixte.

En série

Résistance équivalente

Réq = R₁ + R₂ + ...
GrandeurSymboleUnité
Résistance équivalenteRéqΩ

Grandeur commune, grandeur dérivée

I = I₁ = I₂ = ...
U = U₁ + U₂ + ...
GrandeurSymboleUnité
Intensité (commune)IA
Tension totale (dérivée)UV

En série, le courant I est commun à toutes les résistances ; la tension U est dérivée : elle se partage entre elles.

Tension de chaque résistance

U = Réq · I
U₁ = R₁ · I
Un = Rn · I
GrandeurSymboleUnité
Tension sur la résistance nUnV
Résistance nRnΩ
IntensitéIA

Intensité

I = URéq
I₁ = U₁R₁
In = UnRn
GrandeurSymboleUnité
IntensitéIA
Tension totaleUV
Résistance équivalenteRéqΩ

Résistance de chacune

Réq = UI
R₁ = U₁I
Rn = UnI
GrandeurSymboleUnité
Résistance nRnΩ
Tension sur la résistance nUnV
IntensitéIA

Diviseur de tension

U₁ = U · R₁R₁ + R₂
GrandeurSymboleUnité
Tension sur R₁U₁V
Tension totaleUV

En parallèle

Résistance équivalente

1Réq = 1R₁ + 1R₂ + ...
GrandeurSymboleUnité
Résistance équivalenteRéqΩ

Deux résistances : Réq = R₁·R₂ / (R₁ + R₂).

Grandeur commune, grandeur dérivée

U = U₁ = U₂ = ...
I = I₁ + I₂ + ...
GrandeurSymboleUnité
Tension (commune)UV
Intensité totale (dérivée)IA

En parallèle, la tension U est commune à toutes les branches ; le courant I est dérivé : il se partage entre elles.

Intensité de chaque branche

I = URéq
I₁ = UR₁
In = URn
GrandeurSymboleUnité
Intensité dans la branche nInA
Tension (commune)UV
Résistance de la branche nRnΩ

La branche de plus petite résistance reçoit le plus grand courant.

Tension

U = Réq · I
U = R₁ · I₁ = R₂ · I₂ = ... = Rn · In
GrandeurSymboleUnité
Tension (commune)UV
Intensité totaleIA
Résistance équivalenteRéqΩ

Résistance de chaque branche

Réq = UI
R₁ = UI₁
Rn = UIn
GrandeurSymboleUnité
Résistance de la branche nRnΩ
Tension (commune)UV
Intensité dans la branche nInA

Diviseur de courant

I₁ = I · R₂R₁ + R₂
GrandeurSymboleUnité
Intensité dans R₁I₁A
Intensité totaleIA

Deux branches : le courant se partage à l'inverse des résistances (I₁ reçoit la part de R₂).

n résistances identiques

Réq = Rn
GrandeurSymboleUnité
Résistance équivalenteRéqΩ
Résistance de chaque brancheRΩ
Nombre de résistancesn-

Montage mixte

Réduction de proche en proche

R₂₃ = R₂ · R₃R₂ + R₃
Réq = R₁ + R₂₃
GrandeurSymboleUnité
Résistance équivalente de R₂ ∥ R₃R₂₃Ω
Résistance équivalente totaleRéqΩ

Exemple : R₁ en série avec R₂ ∥ R₃. On remplace chaque groupe série ou parallèle par sa résistance équivalente, jusqu'à n'avoir plus qu'une seule résistance.

Autre cas : parallèle puis série

R₂₃ = R₂ + R₃
Réq = R₁ · R₂₃R₁ + R₂₃
GrandeurSymboleUnité
Résistance équivalente de R₂ + R₃R₂₃Ω
Résistance équivalente totaleRéqΩ

R₁ en parallèle avec la branche R₂ + R₃ : on réduit d'abord la branche série, puis le parallèle.

Courant total

I = URéq
GrandeurSymboleUnité
Intensité débitée par le générateurIA
Tension du générateurUV

Redescendre vers chaque résistance

U₁ = R₁ · I
U₂₃ = R₂₃ · I
I₂ = U₂₃R₂
I₃ = U₂₃R₃
GrandeurSymboleUnité
Tension sur R₁U₁V
Tension commune à R₂ et R₃U₂₃V
Intensité dans R₂I₂A

On refait le chemin inverse : un groupe série reçoit le courant commun (U = R · I), un groupe parallèle reçoit la tension commune (I = U / R). Vérification : U₁ + U₂₃ = U et I₂ + I₃ = I.

Ligne électrique

Chute de tension en ligne

ΔU = 2 · Rl · I
GrandeurSymboleUnité
Chute de tensionΔUV
Résistance d'un filRlΩ
IntensitéIA

Dans la vraie vie

Le montage et ses symboles

Monte R₁ = 150 Ω en série avec R₂ = 470 Ω et R₃ = 1 kΩ en parallèle sous 12 V, puis mesure le courant total (environ 25,5 mA) et la tension de chaque groupe pour les comparer au calcul.
Résistance
03

Méthode et exemple résolu

Quatre étapes pour réussir un exercice, puis un exemple corrigé ligne par ligne.

1Repère les groupes

Série : tout le courant de l'une passe dans l'autre, sans embranchement. Parallèle : branchées entre les deux mêmes points.

2Réduis pas à pas

Remplace chaque groupe par sa résistance équivalente, en commençant par le plus intérieur, jusqu'à une seule résistance.

3Calcule le courant total

I = U / Réq, avec la tension de la source.

4Redescends et vérifie

Groupe série : U = R × I avec le courant commun ; groupe parallèle : I = U / R avec la tension commune. Les sommes doivent retomber sur U et sur I.

Exemple résolu

Énoncé

R₁ = 100 Ω est en série avec le groupe R₂ = 220 Ω ∥ R₃ = 330 Ω, le tout sous U = 12 V. Calculer la résistance équivalente, le courant total, puis la tension et le courant de chaque résistance.

Solution

Parallèle d'abord : R₂₃ = 220 × 330 / (220 + 330) = 132 Ω. Puis série : Réq = 100 + 132 = 232 Ω.

I = U / Réq = 12 / 232 = 51,7 mA.

U₁ = R₁ · I = 100 × 0,0517 = 5,17 V ; U₂₃ = 132 × 0,0517 = 6,83 V (vérification : 5,17 + 6,83 = 12 V).

I₂ = U₂₃ / R₂ = 6,83 / 220 = 31,0 mA ; I₃ = 6,83 / 330 = 20,7 mA (vérification : 31,0 + 20,7 = 51,7 mA).

Les erreurs classiques

Erreur 1Additionner des résistances en parallèle comme si elles étaient en série : en parallèle, ce sont les inverses qui s'ajoutent, et Réq est plus petite que la plus petite branche.
Erreur 2Oublier de réinverser : 1/Réq = 0,00758 n'est pas la réponse, Réq = 1 / 0,00758 = 132 Ω.
Erreur 3Appliquer le diviseur de tension à des résistances en parallèle : elles ont la même tension, c'est le courant qui se partage.

Questions fréquentes : résistances en série et en parallèle

Comment calculer une résistance équivalente en parallèle ?

On additionne les inverses, puis on réinverse : 1/Réq = 1/R₁ + 1/R₂ + ... Pour deux résistances, c'est plus rapide avec Réq = R₁ × R₂ / (R₁ + R₂) : 100 Ω et 400 Ω donnent 40 000 / 500 = 80 Ω.

Comment calculer 3 résistances en parallèle ?

Avec les inverses : pour 100, 200 et 400 Ω, 1/Réq = 0,01 + 0,005 + 0,0025 = 0,0175, donc Réq = 1 / 0,0175 ≈ 57,1 Ω. La formule « produit sur somme » ne vaut que pour deux résistances à la fois.

Combien valent plusieurs résistances identiques en série ou en parallèle ?

En série, n fois la valeur d'une seule : 4 résistances de 220 Ω font 880 Ω. En parallèle, n fois moins : les mêmes 4 résistances font 220 / 4 = 55 Ω.

Comment savoir si des résistances sont en série ou en parallèle ?

Suis le courant : si tout le courant qui sort de l'une entre dans l'autre, sans embranchement entre elles, elles sont en série. Si elles sont branchées entre les deux mêmes points, elles sont en parallèle, quelle que soit la forme du dessin.

À quoi sert un diviseur de tension ?

À obtenir une tension plus petite que celle de la source avec deux résistances en série : U₂ = U × R₂ / (R₁ + R₂). Avec 12 V, R₁ = 10 kΩ et R₂ = 5 kΩ, on obtient 4 V, tant que l'appareil branché sur R₂ tire peu de courant.

Quelle résistance mettre en parallèle pour obtenir une valeur donnée ?

R₂ = R₁ × Réq / (R₁ − Réq). Pour passer de 1 kΩ à 750 Ω, il faut R₂ = 1 000 × 750 / 250 = 3 000 Ω, soit 3 kΩ en parallèle.

Pourquoi la résistance équivalente en parallèle est-elle plus petite ?

Chaque branche offre un chemin supplémentaire au courant : sous la même tension, le courant total est plus grand, donc U/I est plus petit. Deux résistances égales en parallèle valent la moitié d'une seule.

Les lampes d'une maison sont-elles en série ou en parallèle ?

En parallèle : chacune reçoit les 230 V du réseau et fonctionne indépendamment des autres. En série, éteindre une lampe éteindrait toutes les autres et chacune ne recevrait qu'une fraction de la tension.

04

S'entraîner : 71 exercices corrigés

Du plus simple au plus complet, chaque exercice a sa correction pas à pas.

Pour les enseignants

  • Reconnaître un groupement série, parallèle ou mixte sur un schéma
  • Calculer une résistance équivalente et la répartition des tensions et des courants
  • Vérifier un résultat par l'addition des tensions et des courants
Prérequis
Loi d'Ohm, Tension et courant
Durée indicative
4 à 5 périodes de 50 minutes

Une idée de séance

Donner à chaque groupe trois résistances (100 Ω, 220 Ω, 330 Ω) et faire chercher toutes les façons de les associer : les élèves calculent chaque Réq, la mesurent à l'ohmmètre, puis classent les montages de la plus petite (environ 57 Ω, tout en parallèle) à la plus grande (650 Ω, tout en série).

Utiliser Elec Class en classe
Temps simulé00:00:00
Q = I·t-
W = P·t-

Vue schématique CEI 60617

Comment ça marche ?

Chaque gros trou est un point du circuit : on y enfonce une patte de composant. Les 4 petits trous autour y sont reliés : les chips et les câbles s'y piquent.

  1. Pose un composant Glisse-le depuis la palette : il se clipse sur la grille. R le fait pivoter.
  2. Ponte des trous voisins Choisis le chip connecteur (ou C) et glisse sur la plaque : les trous pontés forment un seul point.
  3. Tire un câble Pour les liaisons longues et l'alimentation : d'un gros trou à un autre, ou à une borne.
  4. Ferme la boucle Le circuit se calcule en direct (loi d'Ohm, Kirchhoff) et la vue schématique suit.

Raccourcis

Suppr
supprimer
R
pivoter
C
pinceau à chips
Échap
annuler
molette
zoomer
0
recadrer la plaque
glisser le fond
se déplacer

Confirmer

Renommer

Importer un montage

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