Les groupements d'éléments électriques

Selon la disposition des éléments dans un circuit électrique, leur groupement n’aboutit pas aux mêmes valeurs. Pour simplifier la compréhension, seuls des circuits en courant continu sont présentés dans l’illustration ci-dessous.

Les éléments en série
On dit d’éléments qu’ils sont en série lorsqu’ils sont placés les uns à la suite des autres. S’il s’agit de générateurs, par exemple des piles, la tension disponible aux bornes de l’ensemble correspond à la somme des tensions de chaque élément. Par exemple, trois piles de 1,5 V placées en série fournissent une tension de 4,5 V. Attention, les piles ne doivent pas être installées en opposition (borne plus contre la borne plus d’une autre pile) : elles se déchargeraient.

On peut également monter des résistances en série. Dans ce cas, la résistance de l’ensemble est égale à la somme des résistances. Rtotale = R1 + R2 + R3. L’intensité qui traverse l’ensemble des résistances est la même. En revanche, la tension aux bornes de chaque résistance dépend de sa valeur propre. Cependant, la somme des tensions aux bornes des résistances est égale à la tension de sortie du générateur.

Dans une installation électrique, on n’installe pas d’éléments en série. Si l’on plaçait par exemple deux ampoules de même puissance en série, elles seraient alimentées chacune par une tension égale à la moitié de celle du réseau, donc elles n’éclaireraient pas normalement. Si l’une de ces ampoules « grillait », le circuit serait coupé.

Les éléments en parallèle
Un montage est dit en parallèle lorsque chaque élément est relié au précédent par une dérivation.
Il est possible d’installer des générateurs en parallèle à condition qu’ils présentent les mêmes caractéristiques. Dans le cas contraire, les plus puissants se déchargeraient dans le plus faible. Cette singularité peut se produire dans une installation de panneaux solaires photovoltaïques. Si l’un des panneaux est mal orienté ou en zone ombrée, les autres vont s’y décharger, provoquant une baisse du rendement de l’ensemble de l’installation.

Lorsqu’on installe des générateurs en parallèle, la tension totale est la même que celle de chaque générateur, en revanche, la puissance disponible est doublée, comme dans l’exemple présenté.

Lorsque des résistances sont montées en parallèle, la tension est également identique aux bornes de chaque résistance, mais l’intensité qui traverse l’ensemble est égale à la somme des intensités qui traversent chaque résistance.
Dans ce cas, la résistance équivalente à l’ensemble est inférieure à la plus petite des résistances ; elles ne s’ajoutent pas, à la différence des résistances en série.

Dans une installation électrique domestique, les différents circuits sont installés en parallèle : circuits de lampes ou de prises de courant. Si l’on branche plusieurs appareils sur une prise de courant, avec une multiprise, par exemple, ils sont tous raccordés en parallèle. Mais si l’on branche trop d’appareils, l’intensité devient trop forte et les protections coupent l’alimentation.