Résistances en série et en parallèle : calcul et exemples
Résistances en série et en parallèle : formules R = R1 + R2 et 1/R, astuce pour deux résistances, montages mixtes, LED et obtenir une valeur que tu n'as pas.
Calculer des résistances en série et en parallèle, c'est ramener plusieurs résistances à une seule résistance équivalente pour trouver la résistance totale, le courant et les tensions du circuit. La règle tient en deux lignes : en série, les valeurs s'additionnent (R = R1 + R2 + …) ; en parallèle, on additionne leurs inverses (1/R = 1/R1 + 1/R2 + …). Le total en série est toujours plus grand que la plus grande résistance, et le total en parallèle toujours plus petit que la plus petite. Avec ces deux formules, tu peux choisir la résistance d'une chaîne de LED, obtenir avec deux résistances une valeur que tu n'as pas et résoudre un montage mixte sur papier.
Dans ce guide, tu verras d'abord la différence entre les deux types de montage, puis l'astuce « produit sur somme » pour deux résistances en parallèle, la répartition du courant et de la tension, la répartition de la puissance et la résolution pas à pas d'un montage mixte. Ensuite, tu apprendras à obtenir des valeurs absentes de la série E12, à décider si les LED doivent être montées en série ou en parallèle et à mesurer les tensions d'un circuit série avec un Arduino, un ESP32 et un Raspberry Pi Pico. Pour vérifier rapidement tes calculs, utilise le calculateur de résistances série-parallèle et, pour trouver la valeur normalisée la plus proche, l'outil des valeurs normalisées.

Montage en série et en parallèle : quelle différence ?
Dans un montage en série, les résistances sont placées bout à bout, comme les maillons d'une chaîne. Le courant n'a qu'un seul chemin, donc le même courant traverse chaque résistance de la chaîne, tandis que la tension de la source se partage entre elles. Dans un montage en parallèle (ou en dérivation), les deux bornes de chaque résistance sont reliées aux deux mêmes points, comme une route qui se divise en plusieurs voies. Chaque résistance a la même tension à ses bornes, et le courant se partage entre les branches. Avec l'image des tuyaux d'eau : mettre des tuyaux étroits les uns après les autres freine l'écoulement, la résistance augmente ; ajouter des tuyaux côte à côte ouvre de nouveaux passages, la résistance diminue.
| Caractéristique | Série | Parallèle |
|---|---|---|
| Formule | R = R1 + R2 + R3 + … | 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + … |
| Résistance totale | Plus grande que la plus grande résistance | Plus petite que la plus petite résistance |
| Courant | Le même dans chaque résistance | Se partage entre les branches à l'inverse de la résistance |
| Tension | Se partage proportionnellement à la résistance | La même aux bornes de chaque résistance |
| Si une résistance se coupe | Tout le circuit s'arrête | Seule cette branche s'arrête |
| n résistances identiques (R) | n × R | R / n |
| Usage typique | Pont diviseur, limitation du courant d'une LED, augmenter une valeur | Réduire une valeur, augmenter la puissance admissible, branches de LED séparées |
Calcul des résistances en série : R = R1 + R2 + …
La résistance équivalente en série est simplement la somme des valeurs. En branchant 220 Ω et 330 Ω bout à bout, tu obtiens 550 Ω ; trois résistances de 1 kΩ en série donnent 3 kΩ. La seule chose à surveiller, ce sont les unités : pour additionner 4,7 kΩ et 330 Ω, convertis les deux en ohms (4700 + 330 = 5030 Ω) ou écris les deux en kiloohms (4,7 + 0,33 = 5,03 kΩ). En série, c'est la grande résistance qui domine : ajouter 100 Ω à 10 kΩ ne change le total que de 1 %. C'est très pratique pour ajuster une valeur vers le haut par petites touches.
Dans un circuit série, la tension de la source se répartit entre les résistances proportionnellement à leur valeur : Ux = U × Rx / Rtot. Par exemple, 1 kΩ, 2,2 kΩ et 3,3 kΩ en série sous 5 V font 6,5 kΩ au total, et il circule 5 / 6,5 ≈ 0,77 mA. Ce courant provoque une chute de 0,77 V dans la 1 kΩ, de 1,69 V dans la 2,2 kΩ et de 2,54 V dans la 3,3 kΩ ; les trois ensemble font toujours 5 V. La version à deux résistances s'appelle un pont diviseur de tension : c'est la base pour lire des capteurs ou abaisser un signal de 5 V à 3,3 V. Plus de détails dans le guide du pont diviseur de tension, et pour un calcul rapide, l'outil pont diviseur.
Calcul des résistances en parallèle : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + …
En parallèle, chaque résistance ouvre un nouveau chemin au courant. C'est pourquoi on n'additionne pas les résistances elles-mêmes, mais leurs inverses, qui indiquent avec quelle facilité elles laissent passer le courant. Cet inverse s'appelle la conductance (G = 1/R, en siemens). Le calcul se fait en trois étapes : prends l'inverse de chaque résistance, additionne ces inverses, puis prends l'inverse de la somme. Par exemple, avec 1 kΩ, 2,2 kΩ et 4,7 kΩ en parallèle, en kiloohms, 1/1 + 1/2,2 + 1/4,7 = 1 + 0,4545 + 0,2128 = 1,6673 ; l'inverse vaut 1 / 1,6673 ≈ 0,600 kΩ, soit environ 600 Ω. Comme prévu, le résultat est plus petit que la plus petite résistance, celle de 1 kΩ.
En parallèle, au contraire, c'est la petite résistance qui domine. Mets 10 kΩ et 100 Ω en parallèle et tu obtiens 99 Ω : la grande résistance est presque absente. C'est ainsi qu'on abaisse une valeur par petites touches : placer en parallèle une résistance dix fois plus grande réduit la valeur d'environ 9 % (R ∥ 10R = R × 10/11). Avec n résistances identiques en parallèle, le résultat vaut R / n : deux 10 kΩ donnent 5 kΩ, quatre 1 kΩ donnent 250 Ω.
L'astuce pour deux résistances en parallèle : produit sur somme
Quand il n'y a que deux résistances en parallèle, inutile de passer par les inverses : R = (R1 × R2) / (R1 + R2), la règle du « produit sur somme ». Pour 220 Ω et 330 Ω, on obtient 72 600 / 550 = 132 Ω ; pour 1 kΩ et 2,2 kΩ, 2,2 / 3,2 = 0,6875 kΩ = 687,5 Ω. Cette formule ne marche que pour deux résistances. S'il y en a trois ou plus en parallèle, combine-en d'abord deux, puis refais produit sur somme avec la troisième, ou utilise directement la formule en 1/R. Le tableau donne les résultats des paires que tu rencontreras le plus souvent sur une breadboard :
| R1 | R2 | Série (R1 + R2) | Parallèle (R1 ∥ R2) |
|---|---|---|---|
| 100 Ω | 100 Ω | 200 Ω | 50 Ω |
| 220 Ω | 220 Ω | 440 Ω | 110 Ω |
| 220 Ω | 330 Ω | 550 Ω | 132 Ω |
| 1 kΩ | 1 kΩ | 2 kΩ | 500 Ω |
| 1 kΩ | 2,2 kΩ | 3,2 kΩ | 687,5 Ω |
| 4,7 kΩ | 4,7 kΩ | 9,4 kΩ | 2,35 kΩ |
| 10 kΩ | 10 kΩ | 20 kΩ | 5 kΩ |
| 10 kΩ | 100 Ω | 10,1 kΩ | 99 Ω |
Comment se répartissent le courant et la tension
Dans un circuit série, le courant est le même partout et la tension se répartit proportionnellement à la résistance ; la plus grande résistance reçoit la plus grande tension. En parallèle, c'est l'inverse : la tension est la même dans chaque branche et le courant se répartit à l'inverse de la résistance, si bien que la plus petite résistance prend le plus de courant. Pour deux branches en parallèle, la formule du diviseur de courant s'écrit I1 = I × R2 / (R1 + R2) ; attention, au numérateur on trouve la résistance de l'autre branche, pas la sienne. Par exemple, 1 kΩ et 4,7 kΩ en parallèle sous 5 V équivalent à 824,6 Ω et tirent 6,06 mA de la source. Sur ce courant, 6,06 × 4,7 / 5,7 = 5 mA traversent la 1 kΩ et les 1,06 mA restants la 4,7 kΩ. En calculant chaque branche séparément avec la loi d'Ohm (5 V / R), tu retrouves exactement les mêmes valeurs.
Cette répartition vaut aussi pour la puissance, et c'est elle qui décide quelle résistance chauffe. En série, le même courant circule, donc d'après P = I² × R, c'est la plus grande résistance qui dissipe le plus. En parallèle, la tension est la même, donc d'après P = U² / R, c'est la plus petite résistance qui chauffe le plus. Le tableau montre à quel point les deux mêmes résistances sont sollicitées différemment sous 5 V, en série et en parallèle :
| Montage | Résistance | Courant | Tension | Puissance |
|---|---|---|---|---|
| Série | 100 Ω | 4,55 mA | 0,45 V | 2,1 mW |
| Série | 1 kΩ | 4,55 mA | 4,55 V | 20,7 mW |
| Parallèle | 100 Ω | 50 mA | 5 V | 250 mW (à la limite de 1/4 W) |
| Parallèle | 1 kΩ | 5 mA | 5 V | 25 mW |
Les montages en série et en parallèle permettent aussi d'augmenter la puissance admissible. Deux résistances identiques de 1/4 W supportent 1/2 W au total, en série comme en parallèle, car la puissance se partage à parts égales. S'il te faut par exemple 110 Ω en 1/2 W, tu peux mettre deux 220 Ω en parallèle. En montant quatre résistances de 100 Ω en deux paires série et en reliant ces paires en parallèle, tu obtiens toujours 100 Ω, mais capables de supporter 1 W. Si les valeurs ne sont pas égales, la puissance ne se partage pas non plus également ; il faut alors calculer séparément la résistance la plus sollicitée.
Résoudre un montage mixte pas à pas
Dans les vrais circuits, les montages série et parallèle sont le plus souvent combinés. Voici notre exemple : le courant d'une alimentation 12 V traverse d'abord R1 = 100 Ω, puis se divise en deux branches. La première branche contient R2 = 330 Ω et R3 = 270 Ω en série, la seconde seulement R4 = 1,2 kΩ ; les deux branches se rejoignent ensuite et reviennent au GND. La méthode est toujours la même : commence par le groupe le plus interne, ramène le circuit à une seule résistance, puis reviens en arrière pour répartir les courants et les tensions.
- Regroupe la série interne : R2 + R3 = 330 + 270 = 600 Ω. La première branche se comporte maintenant comme une seule résistance de 600 Ω.
- Regroupe les branches parallèles : 600 Ω ∥ 1200 Ω = (600 × 1200) / (600 + 1200) = 720 000 / 1800 = 400 Ω.
- Ajoute la résistance série restante : Rtot = R1 + 400 = 100 + 400 = 500 Ω.
- Calcule le courant total : I = U / R = 12 / 500 = 0,024 A = 24 mA. Tout ce courant traverse R1.
- Répartis les tensions : R1 fait chuter 24 mA × 100 Ω = 2,4 V ; il reste 12 − 2,4 = 9,6 V aux bornes du bloc parallèle.
- Calcule les courants de branche : la première branche prend 9,6 / 600 = 16 mA et la seconde 9,6 / 1200 = 8 mA. 16 + 8 = 24 mA, le courant total est donc cohérent.
- Calcule les tensions dans la branche : R2 fait chuter 16 mA × 330 Ω = 5,28 V et R3 16 mA × 270 Ω = 4,32 V ; ensemble, elles font de nouveau 9,6 V.
| Résistance | Valeur | Courant | Tension | Puissance |
|---|---|---|---|---|
| R1 | 100 Ω | 24 mA | 2,4 V | 57,6 mW |
| R2 | 330 Ω | 16 mA | 5,28 V | 84,5 mW |
| R3 | 270 Ω | 16 mA | 4,32 V | 69,1 mW |
| R4 | 1,2 kΩ | 8 mA | 9,6 V | 76,8 mW |
| Total | 500 Ω | 24 mA | 12 V | 288 mW |
Tu peux vérifier avec deux lois. Sur n'importe quel chemin de la source au GND, les tensions doivent totaliser 12 V : 2,4 + 5,28 + 4,32 = 12 V et 2,4 + 9,6 = 12 V. Les courants qui entrent dans un nœud doivent aussi égaler ceux qui en sortent : 24 mA = 16 mA + 8 mA. Ce sont la loi des mailles et la loi des nœuds de Kirchhoff, expliquées en détail dans le guide des lois de Kirchhoff. Dernier contrôle, la puissance : les quatre résistances dissipent 288 mW au total, exactement les 12 V × 24 mA = 288 mW fournis par la source. Chaque résistance reste bien en dessous de 1/4 W, des résistances standard suffisent donc.
Obtenir une valeur de résistance que tu n'as pas
Les résistances ne sont pas fabriquées dans toutes les valeurs ; elles sont vendues par paliers normalisés appelés séries E. La plus courante, la série E12, compte 12 valeurs par décade : 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68 et 82 (et leurs multiples par 10, 100, 1000…). La série E24 ajoute entre elles 11, 13, 16, 20, 24, 30, 36, 43, 51, 62, 75 et 91. Si ton calcul donne 300 Ω ou 4 kΩ et que ton assortiment n'a pas cette valeur, tu as deux solutions : arrondir à la valeur normalisée la plus proche, ou monter deux résistances en série ou en parallèle pour obtenir la valeur exacte. L'outil des valeurs normalisées t'indique la valeur la plus proche.
| Valeur voulue | Solution en série | Solution en parallèle |
|---|---|---|
| 200 Ω | 100 Ω + 100 Ω = 200 Ω | 220 Ω ∥ 2,2 kΩ = 200 Ω |
| 300 Ω | 150 Ω + 150 Ω = 300 Ω | 330 Ω ∥ 3,3 kΩ = 300 Ω |
| 2 kΩ | 1 kΩ + 1 kΩ = 2 kΩ | 2,2 kΩ ∥ 22 kΩ = 2 kΩ |
| 4 kΩ | 3,9 kΩ + 100 Ω = 4 kΩ | 4,7 kΩ ∥ 27 kΩ ≈ 4,003 kΩ (+0,08 %) |
| 5 kΩ | 4,7 kΩ + 270 Ω = 4,97 kΩ (−0,6 %) | 10 kΩ ∥ 10 kΩ = 5 kΩ |
| 6 kΩ | 2,7 kΩ + 3,3 kΩ = 6 kΩ | 10 kΩ ∥ 15 kΩ = 6 kΩ |
| 7,5 kΩ | 6,8 kΩ + 680 Ω = 7,48 kΩ (−0,27 %) | 15 kΩ ∥ 15 kΩ = 7,5 kΩ |
Un motif saute aux yeux dans le tableau : mettre une résistance en parallèle avec une résistance dix fois plus grande ramène sa valeur à exactement 10/11 ; c'est pour cela que 220 Ω ∥ 2,2 kΩ = 200 Ω et 330 Ω ∥ 3,3 kΩ = 300 Ω tombent juste. N'oublie pas non plus la tolérance : en combinant deux résistances à 5 %, le résultat peut lui aussi s'écarter de 5 % dans le pire des cas, même si les erreurs se compensent souvent en partie. Un écart de calcul de 0,1 % est donc négligeable face à la tolérance de la résistance elle-même. Le programme ci-dessous essaie toutes les paires E12 entre 10 Ω et 8,2 MΩ et affiche dans le moniteur série les paires série et parallèle les plus proches de ta cible :
1// Hedef değere en yakın seri / paralel E12 çiftini bulur
2// Finds the series / parallel E12 pair closest to a target value
3const float E12[12] = {1.0, 1.2, 1.5, 1.8, 2.2, 2.7, 3.3, 3.9, 4.7, 5.6, 6.8, 8.2};
4const float TARGET = 4000.0; // istenen direnç (ohm) / wanted resistance (ohms)
5const int COUNT = 72; // 10 ohm ... 8.2 Mohm, 6 onluk / 6 decades
6
7float valueAt(int i) { // i. standart değer / i-th standard value
8 float decade = 10.0;
9 for (int d = 0; d < i / 12; d++) decade *= 10.0;
10 return E12[i % 12] * decade;
11}
12
13void printPair(const char *label, const char *sign, float a, float b, float r) {
14 Serial.print(label);
15 Serial.print(a, 0);
16 Serial.print(sign);
17 Serial.print(b, 0);
18 Serial.print(" = ");
19 Serial.print(r, 1);
20 Serial.print(" ohm, hata / error: ");
21 Serial.print((r - TARGET) / TARGET * 100.0, 2);
22 Serial.println(" %");
23}
24
25void setup() {
26 Serial.begin(9600);
27 while (!Serial) {} // Pico gibi USB'li kartlarda Seri Monitör'ü bekle / wait for the Serial Monitor on native USB boards like the Pico
28 float bestS = 0, sA = 0, sB = 0; // en iyi seri / best series
29 float bestP = 0, pA = 0, pB = 0; // en iyi paralel / best parallel
30
31 for (int i = 0; i < COUNT; i++) {
32 for (int j = i; j < COUNT; j++) {
33 float a = valueAt(i);
34 float b = valueAt(j);
35 float s = a + b; // seri: R1 + R2 / series
36 float p = a * b / (a + b); // paralel: çarpım / toplam / parallel: product over sum
37 if (fabs(s - TARGET) < fabs(bestS - TARGET)) { bestS = s; sA = a; sB = b; }
38 if (fabs(p - TARGET) < fabs(bestP - TARGET)) { bestP = p; pA = a; pB = b; }
39 }
40 }
41 printPair("Seri / Series: ", " + ", sA, sB, bestS);
42 printPair("Paralel / Parallel: ", " || ", pA, pB, bestP);
43}
44
45void loop() {
46}Si tu laisses TARGET à 4000, le moniteur série affiche les lignes « 100 + 3900 = 4000.0 ohm » et « 4700 || 27000 = 4003.2 ohm, hata / error: 0.08 % ». Le programme ne fait le calcul qu'une fois, dans setup() ; pour revoir le résultat, réinitialise la carte, et pense à régler le moniteur série sur 9600 bauds. Comme le code n'utilise aucun matériel, il fonctionne sans modification sur Arduino Uno, Nano, ESP32 et sur un Raspberry Pi Pico programmé avec le core Arduino. Sur les cartes comme le Pico, dont l'USB est relié directement au processeur, la ligne while (!Serial) fait attendre le programme jusqu'à l'ouverture du moniteur série : tu ne rates donc pas le résultat, qui n'est affiché qu'une fois. Sur l'Uno et l'ESP32, cette ligne n'attend pas du tout.
Faut-il monter les LED en série ou en parallèle ?
Si tu utilises plusieurs LED, tu as deux options. Sur les cartes qui fonctionnent en 5 V ou 3,3 V, le plus sûr est de donner à chaque LED sa propre résistance et de monter ces paires LED-résistance en parallèle. Ne monte jamais plusieurs LED en parallèle derrière une seule résistance commune. Même des LED de même couleur et de même modèle n'ont pas exactement la même tension directe (Vf) : l'écart est de quelques dizaines de millivolts. La LED dont la tension directe est la plus basse prend l'essentiel du courant, chauffe davantage, et en chauffant sa tension directe baisse encore. Résultat : une LED brille beaucoup plus que les autres et finit par lâcher avec le temps.
En série, au contraire, le même courant traverse obligatoirement toutes les LED ; la luminosité est donc identique et une seule résistance suffit. La formule s'étend avec le nombre de LED : R = (U − n × Uf) / I. Par exemple, pour alimenter trois LED blanches (Uf ≈ 3,1 V) avec une alimentation 12 V, on obtient R = (12 − 9,3) / 0,02 = 135 Ω ; avec la valeur normalisée supérieure, 150 Ω, le courant est d'environ 18 mA. Les rubans LED 12 V du commerce sont construits exactement ainsi : trois LED et une résistance forment un groupe en série, et ces groupes sont montés en parallèle le long du ruban. La condition pour un montage en série est une tension d'alimentation nettement supérieure à la somme des tensions directes. Avec deux LED rouges (2 × 2 V = 4 V) sur le 5 V de l'Arduino, il ne reste que 1 V aux bornes de la résistance, et de petites différences de tension directe suffisent à faire varier le courant de 20 %. Le 3,3 V de l'ESP32 et du Pico ne suffit même pas à allumer deux LED rouges en série.
| Alimentation | LED | Montage | Résistance | Courant |
|---|---|---|---|---|
| 5 V (broche Arduino) | 1 rouge | LED seule + résistance | 330 Ω | ≈ 9 mA |
| 5 V (broche Arduino) | 2 rouges | En série, une résistance | 100 Ω | ≈ 10 mA (seulement 1 V de marge) |
| 5 V (broche Arduino) | 2 rouges | En parallèle, une résistance par LED | 2 × 330 Ω | ≈ 18 mA au total |
| 3,3 V (ESP32, Pico) | 2 rouges | En série | — | Ne s'allument pas : 4 V > 3,3 V |
| Alimentation 12 V (via transistor) | 3 blanches | En série, une résistance | 150 Ω | ≈ 18 mA |
| Alimentation 12 V | 3 blanches | En parallèle, une résistance commune | — | Faux : le courant ne se partage pas également |
Mesurer la répartition de tension d'un circuit série avec Arduino
Le meilleur moyen de constater que les formules fonctionnent, c'est de mesurer. Monte en série sur la breadboard trois résistances de 1 kΩ, 2,2 kΩ et 3,3 kΩ : le haut de la chaîne va à la broche d'alimentation, le bas au GND. Relie le point de jonction entre R1 et R2 (nœud A) à la première entrée analogique et le point entre R2 et R3 (nœud B) à la seconde. La carte lit la tension des deux nœuds, en déduit par différence la tension aux bornes de chaque résistance et affiche les résultats à côté des valeurs calculées.
| Point du circuit | Arduino Uno | ESP32 | Raspberry Pi Pico |
|---|---|---|---|
| Haut de R1 (alimentation) | 5V | 3V3 | 3V3(OUT), broche 36 |
| Nœud A (jonction R1–R2) | A0 | GPIO 34 | GP26 (ADC0), broche 31 |
| Nœud B (jonction R2–R3) | A1 | GPIO 35 | GP27 (ADC1), broche 32 |
| Bas de R3 | GND | GND | GND, broche 38 |
1// Seri devrede gerilim paylaşımı / Voltage sharing in a series circuit
2// 5V -> R1 (1k) -> A0 -> R2 (2.2k) -> A1 -> R3 (3.3k) -> GND
3const float V_SUPPLY = 5.0; // besleme gerilimi / supply voltage
4const float R1_OHM = 1000.0; // üst direnç / top resistor
5const float R2_OHM = 2200.0; // orta direnç / middle resistor
6const float R3_OHM = 3300.0; // alt direnç / bottom resistor
7const int PIN_A = A0; // R1-R2 birleşimi / R1-R2 junction
8const int PIN_B = A1; // R2-R3 birleşimi / R2-R3 junction
9
10void setup() {
11 Serial.begin(9600);
12}
13
14void loop() {
15 float vA = analogRead(PIN_A) * V_SUPPLY / 1023.0; // A noktası / node A
16 float vB = analogRead(PIN_B) * V_SUPPLY / 1023.0; // B noktası / node B
17
18 float rTotal = R1_OHM + R2_OHM + R3_OHM; // seri: R = R1 + R2 + R3 / series total
19 float iCalc = V_SUPPLY / rTotal * 1000.0; // hesaplanan akım (mA) / calculated current (mA)
20 float iMeas = (V_SUPPLY - vA) / R1_OHM * 1000.0; // R1 üzerinden ölçülen akım (mA) / current measured over R1 (mA)
21
22 // Her direncin gerilimi: ölçülen ve hesaplanan / Voltage of each resistor: measured and calculated
23 Serial.print(F("V_R1 = "));
24 Serial.print(V_SUPPLY - vA, 2);
25 Serial.print(F(" V (")); Serial.print(iCalc * R1_OHM / 1000.0, 2);
26 Serial.print(F(") V_R2 = "));
27 Serial.print(vA - vB, 2);
28 Serial.print(F(" V (")); Serial.print(iCalc * R2_OHM / 1000.0, 2);
29 Serial.print(F(") V_R3 = "));
30 Serial.print(vB, 2);
31 Serial.print(F(" V (")); Serial.print(iCalc * R3_OHM / 1000.0, 2);
32 Serial.println(F(")"));
33
34 Serial.print(F("I hesap / calc = "));
35 Serial.print(iCalc, 3);
36 Serial.print(F(" mA I olcum / measured = "));
37 Serial.print(iMeas, 3);
38 Serial.println(F(" mA"));
39 Serial.println();
40 delay(2000);
41}Sous 5 V, la résistance totale du circuit est de 6,5 kΩ et le courant de 0,769 mA ; dans le moniteur série, tu devrais voir environ 0,77 V pour R1, 1,69 V pour R2 et 2,54 V pour R3. Les valeurs entre parenthèses sont les résultats calculés. Le courant mesuré s'obtient en divisant la tension aux bornes de R1 par 1 kΩ ; comme le même courant traverse toutes les résistances d'un circuit série, cette seule mesure suffit. Les petits écarts viennent surtout de la tolérance des résistances, de 1 à 5 %. La référence de l'ADC de l'Arduino est la même ligne 5 V, donc une tension USB de 4,9 ou 5,1 V ne change pas les rapports, même si les tensions absolues mesurées au multimètre peuvent différer d'autant. Le choix de valeurs de l'ordre du kiloohm a aussi une raison : l'ADC de l'Arduino Uno attend une impédance inférieure à environ 10 kΩ au point mesuré, et une chaîne de résistances de 1 MΩ rendrait les lectures instables.
La même expérience avec un ESP32 et un Raspberry Pi Pico
Sur l'ESP32, alimente le même circuit par la broche 3V3 et relie les deux jonctions à GPIO 34 et GPIO 35. Ces broches fonctionnent uniquement en entrée et appartiennent à l'unité ADC1, qui reste utilisable quand le Wi-Fi est actif. Dans le code, mets V_SUPPLY à 3.3, PIN_A et PIN_B à 34 et 35, et remplace les expressions analogRead(...) * V_SUPPLY / 1023.0 par analogReadMilliVolts(PIN_A) / 1000.0 et analogReadMilliVolts(PIN_B) / 1000.0. Cette fonction utilise l'étalonnage d'usine de l'ESP32, renvoie directement la tension en millivolts et, avec l'atténuation par défaut de 11 dB, mesure environ de 150 à 3100 mV. Sous 3,3 V, le courant descend à 0,508 mA ; tu devrais voir environ 2,79 V au nœud A et 1,68 V au nœud B. Comme cette mesure n'est pas proportionnelle à l'alimentation, les résultats seront plus justes si tu mets dans V_SUPPLY la tension réelle mesurée au multimètre sur la broche 3V3. Sur le Raspberry Pi Pico, la même expérience en MicroPython donne ceci :
1from machine import ADC
2import time
3
4V_SUPPLY = 3.3 # Pico 3V3(OUT) gerilimi / Pico 3V3(OUT) voltage
5R1, R2, R3 = 1000, 2200, 3300 # seri dirençler (ohm) / series resistors (ohms)
6adc_a = ADC(26) # GP26 = ADC0, A noktası / node A
7adc_b = ADC(27) # GP27 = ADC1, B noktası / node B
8
9r_total = R1 + R2 + R3 # R = R1 + R2 + R3
10i_calc = V_SUPPLY / r_total * 1000 # hesaplanan akım (mA) / calculated current (mA)
11
12while True:
13 v_a = adc_a.read_u16() * V_SUPPLY / 65535
14 v_b = adc_b.read_u16() * V_SUPPLY / 65535
15 i_meas = (V_SUPPLY - v_a) / R1 * 1000 # R1 üzerinden ölçülen akım / current measured over R1
16 print("V_R1 = {:.2f} V V_R2 = {:.2f} V V_R3 = {:.2f} V".format(V_SUPPLY - v_a, v_a - v_b, v_b))
17 print("I hesap / calc = {:.3f} mA I olcum / measured = {:.3f} mA".format(i_calc, i_meas))
18 time.sleep(2)L'ADC du Pico renvoie avec read_u16() une valeur de 0 à 65535 et sa référence est la ligne 3,3 V : multiplier la valeur brute par 3,3 et la diviser par 65535 donne donc la tension. GP26 et GP27 sont les canaux ADC0 et ADC1 du Pico. Si tu n'as pas encore installé ton Pico, suis les étapes avec Thonny dans Qu'est-ce que le Raspberry Pi Pico ?. Sur les trois cartes, le constat est le même : le courant est identique dans chaque résistance, les tensions sont proportionnelles aux valeurs et leur somme est égale à la tension d'alimentation.
Erreurs fréquentes et solutions
| Erreur | Ce qui se passe | La bonne méthode |
|---|---|---|
| Oublier de prendre l'inverse de la somme en parallèle | Pour 1 kΩ ∥ 1 kΩ, on trouve « 2 » | Prends l'inverse de la somme : 1 / 2 = 0,5 kΩ = 500 Ω |
| Appliquer produit sur somme à trois résistances d'un coup | Un résultat absurde dont même l'unité est fausse | Combine d'abord deux résistances, puis le résultat avec la troisième |
| Mélanger kΩ et Ω dans le même calcul | De grosses erreurs, comme 1 k + 220 = 221 | Convertis tout en ohms : 1000 + 220 = 1220 Ω |
| Planter les deux pattes d'une résistance dans la même rangée de la breadboard | La résistance est court-circuitée et se comporte comme si elle n'était pas là | Place les pattes dans des rangées différentes |
| Mesurer une résistance en place dans le circuit | Les chemins en parallèle faussent la mesure vers le bas | Coupe l'alimentation, libère une patte et mesure |
| Mettre une seule résistance commune pour des LED en parallèle | Une LED brille trop et finit par lâcher | Donne à chaque LED sa propre résistance |
| Ne pas calculer la répartition de la puissance | La petite résistance d'une branche parallèle chauffe et noircit | Calcule P = U² / R ou P = I² × R pour chaque résistance |
Idées de projets avec des résistances en série et en parallèle
- Feu tricolore : branche les LED rouge, jaune et verte sur des broches séparées avec des résistances séparées ; chaque paire LED-résistance fonctionne dans sa propre branche. Le montage est dans le guide du feu tricolore Arduino.
- Cinq boutons sur une seule broche analogique : construis une échelle de résistances en série ; chaque bouton envoie une tension différente sur A0 et analogRead indique lequel a été appuyé. Pour les bases, vois brancher un bouton sur Arduino.
- Veilleuse : monte une LDR en série avec une résistance fixe pour former un pont diviseur et allume une LED automatiquement dans l'obscurité. Les détails sont dans le guide du capteur de lumière LDR.
- Voltmètre numérique : les modules capteurs de tension du commerce utilisent un pont de 30 kΩ et 7,5 kΩ pour qu'un Arduino mesure jusqu'à 25 V ; si tu n'as pas de 7,5 kΩ, mets deux 15 kΩ en parallèle. Le projet est dans fabriquer un voltmètre avec Arduino.
- Mélange de couleurs avec une LED RGB : les canaux rouge, vert et bleu n'ont pas la même tension directe, calcule donc une résistance pour chacun ; des exemples sont dans le guide de la LED RGB.
- Indicateur de niveau de batterie : divise par deux la tension d'un accu Li-ion de 4,2 V avec deux résistances identiques de 100 kΩ et lis-la sur une entrée analogique de l'ESP32 ; des valeurs aussi élevées ne consomment que 21 µA, et un condensateur de 100 nF sur l'entrée stabilise la lecture.
Le calcul des résistances en série et en parallèle est la suite logique de la loi d'Ohm : tu ramènes d'abord le circuit à une seule résistance équivalente, puis tu répartis à nouveau le courant et la tension. Une fois ces deux formules maîtrisées, tu peux obtenir des valeurs que tu n'as pas, monter correctement des chaînes de LED et savoir à l'avance quelle résistance va chauffer. Pour revoir les bases, lis la loi d'Ohm et Qu'est-ce qu'une résistance ?. Dans l'application BlueGrays, tu trouveras des projets comme allumer une LED, deux LED, feu tricolore, chenillard et mesure de lumière avec une LDR pour Arduino, ESP32 et Pico, chacun avec son schéma et son code pas à pas.
Questions fréquentes
Comment calculer des résistances en série et en parallèle ?
En série, les valeurs s'additionnent : R = R1 + R2 + … En parallèle, on additionne les inverses (1/R = 1/R1 + 1/R2 + …) et l'inverse de cette somme donne la résistance équivalente. Par exemple, 1 kΩ et 2,2 kΩ donnent 3,2 kΩ en série et environ 687 Ω en parallèle.
Comment calculer deux résistances en parallèle ?
Pour deux résistances, on utilise l'astuce « produit sur somme » : R = (R1 × R2) / (R1 + R2). Par exemple, 220 Ω et 330 Ω en parallèle donnent 72 600 / 550 = 132 Ω. Deux résistances identiques en parallèle donnent exactement la moitié de la valeur d'une seule.
Pourquoi la résistance totale diminue-t-elle en parallèle ?
Chaque résistance ajoutée en parallèle ouvre un nouveau chemin au courant, donc la source fournit plus de courant sous la même tension. Comme les conductances (1/R) s'additionnent, la résistance équivalente est toujours plus petite que la plus petite des résistances. 10 kΩ et 100 Ω en parallèle donnent environ 99 Ω.
Comment se répartissent le courant et la tension dans un circuit série ?
Un circuit série n'a qu'un seul chemin, donc le courant est le même dans toutes les résistances. La tension se répartit proportionnellement à la résistance : Ux = U × Rx / Rtot. Avec 1 kΩ et 4 kΩ en série sous 5 V, la 1 kΩ reçoit 1 V et la 4 kΩ reçoit 4 V.
Faut-il brancher les LED en série ou en parallèle ?
Sur les cartes en 5 V ou 3,3 V, le plus sûr est de donner à chaque LED sa propre résistance et de monter ces paires en parallèle. Si la tension d'alimentation est nettement supérieure à la somme des tensions directes, par exemple trois LED blanches en 12 V, tu peux les monter en série avec une seule résistance. Ne mets jamais une résistance commune devant des LED en parallèle : le courant ne se partage pas également.
Comment obtenir une valeur de résistance que je n'ai pas ?
Monter deux résistances ou plus en série augmente la valeur, les monter en parallèle la diminue. Pour 5 kΩ, mets par exemple deux 10 kΩ en parallèle, et pour 4 kΩ, une 3,9 kΩ et une 100 Ω en série. Une résistance en parallèle avec une résistance dix fois plus grande descend à 10/11 de sa valeur, c'est pourquoi 330 Ω ∥ 3,3 kΩ donnent exactement 300 Ω.
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