Piles en Séries et Parallèle

Électricité Dynamique Page 1 de 30
Unité d’Électricité Dynamique
Piles en Séries et Parallèle
Le “batterie” rond que tu places dans ton montre n’est pas vraiment une batterie du tout. Les sources
d’énergie rondes sont en effet les PILES. Chaque pile fourni 1,5 V d’énergie potentiel a chaque électron.
Des appareils ont besoin beaucoup plus que 1,5 V pour fonctionner. Donc, on peut ajouter plus de piles
ensemble pour augmenter la tension totale. Par exemple, la batterie qu’on utilise au labo contient 4 petits
piles (4 x 1,5V = 9V). Une batterie d’auto de 12 V contient huit piles de 1,5V.
Les piles peuvent être arrangées de deux façons: séries ou parallèle.
Piles en Séries:
Quand les piles sont attachées pour qu’ils s’alignent bout a
bout, leur tension est additionner ensemble. Lorsque les
électrons bougent autour du circuit, ils reçoivent deux coups de
fouets (« boosts ») d’énergie (quand ils passent par les deux
piles). Les électrons ont maintenant deux fois le montant
d’énergie (tension) a donné à la source. (C’est comme lever une
tasse d’eau deux fois plus haute et le laisser tomber, il y a plus
de force).
Quand l’électron entre Pile A, il n’a aucune énergie potentielle (0V). Lorsque ça passé à travers Pile A, il gagne
1,5V d’énergie. Quand il entre Pile B, il gagne une autre 1,5V. Donc, quand il sort des deux piles, chaque
électron a 3V d’énergie. Si tu additionnes plus de piles à ce circuit, tu continueras d’augmenter la tension des
électrons qui passent a travers d’eux autour du circuit.
Ajouter les piles ensemble en séries AUGMENT LA TENSION TOTALE.
Piles en Parallèle:
Quand les piles sont attachées en parallèle, chaque électron passé
encore par seulement 1 pile, alors la tension n’augmente pas. Mais,
il a plus qu’un chemin possible à prendre autour du circuit. De
cette façon, chaque pile partage le travail. Ça veut dire que s’il y a
deux piles attacher en parallèle, chaque pile va durer deux fois plus
long (car il doit donner de l’énergie à un demi des électrons).
Attacher les piles en parallèle va PROLONGER LA
VIE DES PILES, mais ça ne va pas augmenter la tension totale
pour chaque électron (car chaque électron passé seulement par une
pile).
1,5V 1,5V
1,5 + 1,5 = 3V en total
0 V 1,5V 3 V
A B

Électricité Dynamique Page 2 de 30
Activité d’Apprentissage #1
Piles en Séries & Parallèle
1. Dessine un circuit qui démontre quatre piles de 1,5V attaché en séries dans un circuit. Inclus une
ampoule, un interrupteur et assez de fil pour créer un diagramme de circuit propre.
b. Quelle tension va être amenée par chaque électron avant que ça passe par l’ampoule dans ce circuit?
2. Dessine un circuit qui démontre quatre piles de 1,5V attaché en parallèle dans un circuit. Inclus une
ampoule, un interrupteur et assez de fil pour créer un diagramme de circuit propre.
b. Quelle tension va être amenée par chaque électron avant que ça passe par l’ampoule dans ce circuit?
3. Si tu avais un joueur de MP3, lequel préfères-tu: les piles attacher en séries ou en parallèle? Explique
l’avantage d’avoir les piles organisé comme cela.

Électricité Dynamique Page 3 de 30
Appareils en Séries et Parallèle
Il y a plusieurs fois dans nos vies quotidiennes quand une source d’énergie électrique est utilisée par plusieurs
appareils. Par exemple, les lumières sur un arbre de Noël ont une source d’énergie, mais beaucoup d’ampoules.
Aussi, chez toi peut-être tu vois plusieurs appareils attacher à une corde.
Appareils en Séries
Dans un circuit en séries, les appareils sont en circuit dans un seul
chemin. On a appris dans le passé qu’un circuit doit être continuel et
complet pour permettre aux électrons à bouger. Qu’est-ce qui va
arriver alors aux lumières si une ampoule dans un circuit en séries
brise?
Quand une lumière dans un circuit en séries brise, toutes les lumières ferment. Ça c’est un désavantage à
des circuits en séries.
Alors que tu ajoutes des appareils au circuit, tu augments la résistance. De la Loi des Ohms, on a vu que si la
résistance augment, le courant diminue. Ça fait du sens si tu penses a une autoroute. Lorsque le nombre
d’obstacles augment, le plus lentement que les autos vont bouger. Regardons aux math :
Si chaque lampe a une résistance de 9Ω et la pile fourni 9V de potentiel électrique:
A) Avec 1 lampe, le courant va être: I = V ÷ R I = 9 ÷ 9 = 1A
B) Si on ajoute 2 lampes (résistance est doublé) I = V ÷ R I = 9 ÷ 18 = 0,5 A
C) Si on ajoute 3lampes (résistance x 3) I = V ÷ R I = 9 ÷ 27 = 0,33 A
Tension (V)
La tension totale dans un circuit en séries
est distribuée entre les appareils dans le
circuit. Si on suppose que le circuit
contient 3 lampes identiques (avec la
même résistance), la tension va être
distribuée également. Par exemple, si une
pile de 6V est utilisée dans un circuit avec
3 appareils, alors la tension va être divisée
également entre les 3 appareils. Donc il y
aurait une baisse de 2V à travers chaque lampe.
6 volts/3 appareils = 2 volts chacun
Vtotale = V1 + V2 + V3
Résistance
La résistance totale est la somme de la résistance de chaque partie. Donc quand on ajoute plus d’ampoules,
chacun brille moins.
9V
9
Ω
9
Ω
9
Ω
2
v
2 v
2 v
6 v

Électricité Dynamique Page 4 de 30
Activité d’Apprentissage #2
Appareils en Séries
1. Dessine un diagramme de circuit propre qui montre une pile de 9V et quatre lampes en séries.
2. Les vielles lumières de Noël étaient originalement en séries. Ça a causé beaucoup de frustration.
a. Qu’est-ce qui arriverait si ampoule s’éteignait? Pourquoi?
b. Que devrais-tu faire pour trouver l’ampoule briser?
3. Imagine que tu a des lampes de 6 Ω et une batterie de 12V. Calcul le courant dans chacun des circuits
suivants si on utilise le nombre de lampes indiqué en séries.
Circuit A Circuit B Circuit C
1 lampe 2 lampes 4 lampes
Courant: Courant: Courant:
b. Quelles conclusions peux-tu faire à propos du changement en courant lorsque le nombre d’ampoules
en séries, augment?
4. Qu’est-ce qui arriverait à la résistance dans le circuit lorsque tu ajoutes plus de lampes au circuit en
séries? Comment est-ce que ça va affecter la luminosité de chaque ampoule?

Électricité Dynamique Page 5 de 30
Appareils en Parallèle
Quand les appareils sont attachés en parallèle, il y a des chemins individuels
pour chaque appareil. Alors chaque appareil est attaché directement à la
source. Donc, peu importe le nombre le lumières (appareils) dans le circuit,
ils sont également brillant.
Donc, s’il y avait 3 appareils, il y aurait trois chemins dans le circuit. Dans
cette situation, puisque chaque appareil a son propre circuit, quand un
s’éteint, les autres continuent à briller.
Résistance
La résistance totale dans un circuit en parallèle diminue quand un deuxième appareil est ajouté. Ceci arrive
parce que quand on ajoute les appareils, on ajoute plus de chemins possibles pour le courant.
Ex. Trois lampes identiques sont attachées en parallèle. Chaque lampe utilise 1A de courant.
Donc, 1 lampe a 120V/1ampe = 120 ohms;
2 lampes ont 120V/2A = 60 ohms;
3 lampes ont 120V/3A = 40 ohms.
La luminosité N’est PAS affecter par l’addition de plus d’ampoules.
Courant
Cependant, quand tu ajoutes plus de chemins, tu augment la vitesse auquel le courant voyage. Encore, tu peux
penser à ceci comme une autoroute. Le plus de voies que tu ajoutes à l’autoroute, le plus vite que les autos
peuvent conduire. Si une auto rencontre de la résistance dans une voie (ex. trop d’autos) ils peuvent changer de
voies et conduire ou il y a moins d’autos. Chaque appareil (voie) est indépendant des autres dans le circuit en
parallèle.
I
totale
= I
1
+ I
2
+ I
3
Mais, si trop d’appareils sont ajouté a un circuit en parallèle, le courant peut devenir trop vite, et commence a
créer trop de chaleur. Ça peut causer un feu électrique. Pour prévenir un feu électrique causer par la surchauffe,
les circuits en parallèle sont construits avec les disjoncteurs (« breakers ») ou les fusibles (« fuse ») la dedans.
Protection contre la Surchauffe
Quand les appareils sont attachés en parallèle, comme dans nos maisons, le plus de choses
qu’on branche, plus que le courant augment. Si trop de courant passe par un circuit, ça peut
réchauffer à une température dangereuse. Ça c’est la raison que les fusibles et les disjoncteurs
sont attachés aux circuits. Les fusibles ont un filament le dedans qui a un point de fusion très
bas. Si le courant devient trop haut et surchauffe, le filament fond qui brise le circuit. Les
disjoncteurs font la même chose.