Utilisation des Résistances en Série et en Parallèle..
Les résistances sont des composants essentiels dans les circuits électroniques, et leur positionnement (en série ou en parallèle) influence directement le comportement du circuit.
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| Résistances en Série et en Parallèle |
Voici quand et pourquoi on utilise des résistances en série ou en parallèle.
Résistance en Série
- Caractéristiques
- Les résistances sont connectées bout à bout, et le courant qui les traverse est le même.
- La résistance équivalente Req est la somme des résistances individuelles :
Req = R1 + R2 + ..... + Rn
- Quand utiliser une résistance en série ?
- Réduction du courant : Une résistance en série peut être utilisée pour limiter le courant dans une partie du circuit, comme dans une LED pour éviter sa surchauffe.
- Chute de tension contrôlée : Chaque résistance provoque une chute de tension proportionnelle à sa valeur, ce qui est utile pour diviser une tension.
- Protection de circuit : Une résistance en série protège des composants sensibles en limitant le courant.
Exemple d'application :
Dans un circuit de LED, une résistance en série limite le courant pour protéger la diode d'une surcharge.
Résistance en Parallèle
- Caractéristiques
- Les résistances sont connectées à la même paire de nœuds, partageant ainsi la même tension.
- La résistance équivalente Req est donnée par :
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + ........... + 1/Rn
- Quand utiliser une résistance en parallèle ?
- Augmentation de la capacité de courant : Les résistances en parallèle permettent de répartir le courant entre plusieurs branches.
- Réduction de la résistance totale : Si une faible résistance est nécessaire, il est parfois plus pratique d’utiliser plusieurs résistances en parallèle.
- Contournement de circuit (shunt) : Une résistance en parallèle peut permettre à une partie du courant de contourner une section d'un circuit.
Exemple d'application :
- Dans les circuits de mesure, une résistance en parallèle (shunt) est utilisée avec un ampèremètre pour mesurer des courants élevés.
* Résistance en série : Utilisée pour contrôler le courant ou diviser la tension dans un circuit.* Résistance en parallèle : Employée pour réduire la résistance totale ou répartir le courant.
Le choix dépend de l’objectif du circuit, comme la protection, l’adaptation des tensions ou le contrôle des courants.
Puissance Dissipée par des Résistances en Série et en Parallèle
La puissance dissipée par une résistance dépend de la loi de Joule, qui relie la tension, le courant et la résistance :
P = I*2 . R ou P = V*2 / R ou P = V / I
Lorsque des résistances sont connectées en série ou en parallèle, leur disposition influence la manière dont la puissance est répartie. Voici une analyse détaillée.
Résistances en Série
- Caractéristiques de puissance en série
- Le courant (I) est identique dans toutes les résistances .
- La tension totale (Vtot) est répartie proportionnellement entre les résistances, selon leur valeur.
La puissance dissipée par chaque résistance est :
Pi = I*2 . Ri
et la puissance totale dissipée dans le circuit est la somme des puissances individuelles :
Ptot = PR1 + PR2 + ..... + PRn
- Implications
Une résistance plus élevée dans le circuit dissipera plus de puissance, car elle recevra une plus grande part de la tension.
Exemple :
Si deux résistances R1 = 10ohm et R2 = 20ohm sont en série avec un courant I = 2A, les puissances dissipées seront :
P1 = I*2 . R1 = (2 . 2) . 10 = 40W
P2 = I*2 . R2 = (2 . 2) . 20 = 80W
La résistance R2 dissipe plus d'énergie car elle a une plus grande valeur.
Résistances en Parallèle
- Caractéristiques de puissance en parallèle
- La tension aux bornes de chaque résistance est identique (V).
- Le courant total Itot est partagé entre les résistances en fonction de leur valeur.
La puissance dissipée par chaque résistance est :
Pi = V*2 / Ri
et la puissance totale dissipée dans le circuit est la somme des puissances individuelles :
Ptot = P1 + P2 + ..... + Pn
- Implications
Une résistance plus faible dissipe plus de puissance, car elle laisse passer un courant plus important.
Exemple :
Si deux résistances R1 = 10ohm et R2 = 20ohm sont en parallèle sous une tension V = 10V, les puissances dissipées seront :
P1 = V*2 / R1 = 10*2 / 10 = 10W
P2 = V*2 / R2 = 10*2 / 20 = 5W
La résistance R1 dissipe plus de puissance car elle a une valeur plus faible.
* En série : La puissance dissipée est proportionnelle à la valeur de la résistance, car le courant est identique pour toutes.
* En parallèle : La puissance dissipée est inversement proportionnelle à la résistance, car la tension est identique pour toutes.
Panne, Diagnostic, Symptômes et Réparation
Les résistances en série et en parallèle jouent un rôle essentiel dans les circuits électroniques, et leurs défaillances peuvent affecter le fonctionnement global du système. Comprendre les symptômes, le diagnostic et les étapes de réparation est crucial pour maintenir ou restaurer la performance du circuit.
- Symptômes
Les pannes des configurations en série ou en parallèle peuvent se manifester de différentes manières :
Pour les résistances en série
- Circuit ouvert : Une résistance défectueuse (circuit ouvert) interrompt tout le flux de courant, rendant le circuit non fonctionnel.
- Changement de tension : Une résistance qui a changé de valeur modifie les chutes de tension dans la série, provoquant des écarts de performance.
Pour les résistances en parallèle
- Chute de courant anormale : Une résistance grillée ou en circuit ouvert réduit la conductance totale, affectant le courant global.
- Augmentation de la résistance globale : En cas de panne d'une ou plusieurs branches parallèles, la résistance effective du circuit augmente, provoquant une baisse de performance.
- Échauffement localisé : Une résistance en court-circuit dans une configuration parallèle peut surchauffer et endommager d'autres composants.
- Diagnostic
Le diagnostic des pannes dans des configurations en série ou en parallèle peut être effectué en plusieurs étapes :
Inspection visuelle
- Rechercher des signes physiques de défaillance : brûlures, fissures, traces de surchauffe.
- Vérifier les connexions soudées pour détecter des soudures sèches ou des contacts mal établis.
Test de continuité (multimètre)
Mesurer la continuité dans les circuits en série pour vérifier qu'aucune résistance n’est en circuit ouvert.
Mesure de la résistance totale
- En série : Vérifier si la somme des résistances correspond à la valeur attendue.
- En parallèle : Comparer la résistance totale mesurée à la valeur calculée avec la formule :
\1/Rtotal = 1/R1 + 1/R2
Test individuel
Isoler chaque résistance et mesurer sa valeur pour identifier les composants défectueux.
Analyse thermique
Utiliser une caméra thermique pour détecter une surchauffe localisée, indiquant une surcharge ou un court-circuit.
- Causes des Pannes
Les pannes dans des configurations en série ou en parallèle peuvent être dues à :
* Surcharges électriques : Une tension ou un courant excessif endommage les résistances.
* Vieillissement : La dégradation des matériaux avec le temps peut altérer les valeurs de résistance.
* Chocs thermiques : Les variations rapides de température provoquent des fissures dans les résistances.
* Soudure défectueuse : Les mauvaises connexions peuvent entraîner des interruptions ou des variations de performance.
- Réparation
Les résistances défectueuses ne peuvent pas être réparées, mais elles doivent être remplacées.
1. Identification des résistances à remplacer
Identifier les résistances défaillantes grâce au diagnostic.
2. Retrait des résistances défectueuses
Utiliser un fer à souder ou une station de soudage à air chaud pour retirer les résistances en douceur.
3. Préparation des connexions
Nettoyer les points de soudure sur le PCB avec une tresse à dessouder.
4. Installation des nouvelles résistances
Choisir des résistances de même valeur, tolérance et puissance.
Souder les résistances en suivant les règles de bon montage.
5. Vérification après réparation
Mesurer la résistance totale pour s'assurer que le circuit est conforme aux spécifications.
- Précautions
- Respect des spécifications : Utiliser des résistances adaptées à la puissance et à la valeur nécessaires au circuit.
- Dissipation thermique : Veiller à ce que les résistances disposent d’une bonne dissipation pour éviter une surchauffe.
- Soudure propre : Garantir des connexions solides et sans résidus pour éviter des dysfonctionnements ultérieurs.
Les pannes des résistances en série ou en parallèle peuvent entraîner des dysfonctionnements importants, mais avec un diagnostic précis et un remplacement méthodique, il est possible de restaurer le circuit. Ces réparations demandent des outils adaptés et une compréhension claire des propriétés des résistances pour garantir la fiabilité du système.
La disposition (série ou parallèle) doit être choisie en fonction des objectifs du circuit, notamment en matière de dissipation thermique et de gestion de l'énergie.
