⚙️ Fondamentaux de l’électricité — Les circuits électriques

L’électricité ne se contente pas de produire de la lumière 💡 ou du mouvement ⚙️ : elle circule à travers des circuits.
Un circuit est une boucle fermée qui relie un générateur 🔋 à un ou plusieurs récepteurs (lampes, moteurs, résistances…).
Il existe deux grands types de circuits : le circuit en série et le circuit en parallèle, chacun obéissant à ses propres lois.

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🔁 I. Le circuit en série

🔹 Définition

Dans un circuit en série, les composants (résistances, lampes, etc.) sont branchés les uns à la suite des autres, formant une seule boucle appelée maille 🔄.
Le courant sort de la borne positive (+) du générateur, traverse successivement chaque élément, puis revient à la borne négative (–).

➡️ Si un seul composant est coupé, tout le circuit s’arrête (comme les anciennes guirlandes de Noël 🎄).

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⚡ Les lois fondamentales du circuit en série

🧮 1. Loi des intensités

Le courant est le même dans tout le circuit. I=I1=I2=I3

➡️ Exemple : si un courant de 2 A quitte la pile, ce même courant traverse toutes les résistances l’une après l’autre.

🔋 2. Loi des tensions (ou des différences de potentiel)

La tension totale du générateur est égale à la somme des tensions partielles sur chaque élément : U=U1+U2+U3​

➡️ Exemple : une pile de 9 V alimente trois lampes. Si les lampes consomment respectivement 3 V, 2 V et 4 V, la somme est bien 9 V.

🔄 3. Loi des mailles

Dans une maille fermée, la somme algébrique des tensions est nulle : U−U1−U2−U3=0

Cela signifie que toute l’énergie fournie par le générateur est consommée par les récepteurs.

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🔧 Groupement en série de résistances

Quand on branche plusieurs résistances en série, la résistance totale (ou résistance équivalente) s’obtient en les additionnant : Re=R1+R2+R3​

➡️ Exemple :
Si R₁ = 10 Ω, R₂ = 20 Ω et R₃ = 30 Ω, alors
Rₑ = 10 + 20 + 30 = 60 Ω.

🧠 Règle à retenir :

En série, la résistance totale augmente → le courant total diminue.

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🔀 II. Le circuit en parallèle (ou dérivation)

🔹 Définition

Dans un circuit en parallèle, chaque récepteur est branché entre les mêmes bornes du générateur.
Tous les éléments ont la même tension, mais le courant se partage entre eux.

➡️ C’est le principe de nos installations domestiques 🏠 : chaque prise, chaque lampe est branchée en parallèle, ce qui permet d’en éteindre une sans couper les autres 💡.

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⚡ Les lois fondamentales du circuit en parallèle

🔋 1. Loi des tensions

Tous les récepteurs branchés en parallèle ont la même tension : U=U1=U2=U3​

➡️ Exemple : sur une prise de 230 V, que vous branchiez une lampe ou un grille-pain, chacun reçoit 230 V.

🧮 2. Loi des intensités

Le courant total fourni par le générateur est la somme des courants partiels : I=I1+I2+I3​

➡️ Exemple :
Si I₁ = 1,5 A, I₂ = 3,4 A, I₃ = 0,6 A et I₄ = 1,2 A, alors
I = 1,5 + 3,4 + 0,6 + 1,2 = 6,7 A.

🔀 3. Loi des nœuds

Dans un nœud (un point où plusieurs conducteurs se rejoignent), la somme algébrique des courants est nulle : I−I1−I2−I3=0

🧠 Règle pratique :

Les courants qui arrivent au nœud sont positifs ➕,
ceux qui partent sont négatifs ➖.

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🔧 Groupement parallèle de résistances

Quand plusieurs résistances sont montées en parallèle, le calcul est un peu différent :
on additionne les inverses des résistances. 1/Re=1/R1+1/R2+1/R3​

➡️ Exemple :
R₁ = 2 Ω, R₂ = 4 Ω, R₃ = 8 Ω

1/Re = 1/2 + 1/4 + 1/8 = 7/8 ​

Donc : Re = 8/7 ≈1,14 Ω

💡 Remarque importante :
La résistance équivalente en parallèle est toujours inférieure à la plus petite résistance du groupe.
Ici, Re = 1,14 Ω < 2 Ω.

🧠 Règle à retenir :

En parallèle, la résistance totale diminue → le courant total augmente.

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⚖️ III. Comparaison entre circuits en série et en parallèle

⚙️ Type de montage	💡 Tension	🔋 Courant	🔩 Résistance équivalente	🧠 Effet global
Série	Se partage	Identique dans chaque élément	S’additionne (augmente)	🔻 Le courant diminue
Parallèle	Identique pour tous	Se partage entre les branches	Diminue (inverse des sommes)	🔺 Le courant augmente

➡️ Exemple pratique :
Si trois résistances de 100 Ω, 200 Ω et 300 Ω sont montées :

• En série, Re = 600 Ω
• En parallèle, Re ≈ 54,5 Ω
  Si la tension vaut 200 V :
• En série → I = 200 / 600 = 0,33 A
• En parallèle → I = 200 / 54,5 = 3,7 A

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🏁 IV. En résumé

• 🔁 Série : la résistance totale augmente, le courant diminue.
• 🔀 Parallèle : la résistance totale diminue, le courant augmente.
• ⚡ Lois de Kirchhoff (mailles et nœuds) : les tensions et les courants se conservent toujours.
• 💡 Dans nos maisons, tous les appareils sont branchés en parallèle : c’est ce qui permet de les utiliser indépendamment les uns des autres.

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🧠 En un coup d’œil :

🧩 Loi	📘 Formule	💬 Interprétation
Série – Loi des tensions	U = U₁ + U₂ + U₃	La tension se partage entre les composants.
Série – Loi des intensités	I = I₁ = I₂ = I₃	Le courant est identique partout.
Parallèle – Loi des tensions	U = U₁ = U₂ = U₃	Tous les éléments ont la même tension.
Parallèle – Loi des intensités	I = I₁ + I₂ + I₃	Le courant total se répartit entre les branches.
Résistance équivalente série	Rₑ = R₁ + R₂ + R₃	La résistance totale augmente.
Résistance équivalente parallèle	1/Rₑ = 1/R₁ + 1/R₂ + 1/R₃	La résistance totale diminue.

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⚡ Conclusion

Les circuits électriques obéissent à des lois simples et logiques.
👉 En série, tout est lié : si un élément se coupe, tout le circuit s’interrompt.
👉 En parallèle, chaque branche est indépendante : c’est le principe des installations modernes 🏠.

Comprendre ces deux montages, c’est maîtriser la base de tout câblage électrique, qu’il s’agisse d’une lampe, d’un panneau solaire ☀️, ou d’un moteur industriel ⚙️.