Comment câbler un signal analogique en série
En conception électronique, un circuit série est une chaîne de composants connectés les uns après les autres. La tension totale du circuit est simplement la somme des tensions de chaque composant. Comme un circuit a généralement une seule source de tension et de nombreux composants, la tension du signal analogique traversant chaque élément est une fraction de la tension d'alimentation, déterminée par la loi d'Ohm et d'autres facteurs.
Piles
Les piles sont des sources de courant continu. On les câble fréquemment en série pour obtenir des tensions supérieures à celles d'une seule pile. En fait, de nombreuses piles, comme les 12 volts utilisées dans les voitures, sont constituées de cellules internes de 1,5 volt connectées en série. La borne positive de chaque cellule est reliée à la borne négative de sa voisine, avec une borne positive et une borne négative des deux cellules extrêmes laissées déconnectées. Cette disposition additionne les tensions de chaque cellule, contribuant à une tension totale plus élevée ; si vous touchez les bornes déconnectées avec un voltmètre, la tension mesurée est la somme des tensions de chaque pile du groupe.
Signaux alternatifs
En raison de la complexité des signaux alternatifs, ces sources, comme les équipements audio, ne sont généralement pas câblées en série. Contrairement au signal continu d'une pile, qui circule dans un sens, les signaux alternatifs se déplacent dans les deux sens dans un circuit ; à un instant donné, leurs tensions peuvent s'additionner ou se soustraire. De plus, les circuits alternatifs ont une propriété de résistance dépendante de la fréquence appelée « impédance » ; plusieurs impédances câblées en série interagissent de manière complexe. Une table de mixage audio, qui additionne les signaux alternatifs de chacune de ses entrées, ne les connecte pas en série. Au lieu de cela, un mélangeur utilise un circuit appelé amplificateur opérationnel, qui additionne les signaux alternatifs de manière prévisible.
LEDs
Un circuit utilisant plusieurs diodes électroluminescentes les a généralement câblées en série. Chaque dispositif nécessite environ 2 à 4 volts pour fonctionner ; pour déterminer la tension totale nécessaire pour alimenter un ensemble de LEDs, vous additionnez les besoins en tension de chacune. Par exemple, trois LEDs rouges en série, chacune nécessitant 2 volts, exigent une tension d'alimentation minimale de 6 volts. Comme les LEDs sont des diodes, elles laissent passer le courant dans un seul sens, donc câblez-les en reliant la cathode de l'une à l'anode de la suivante, et appliquez la tension positive à l'anode. Les LEDs ont aussi besoin d'une résistance dans le circuit série pour limiter le courant, car un courant excessif peut les endommager.
Lampes
Comme les lampes à incandescence sont des dispositifs relativement simples, vous pouvez facilement les câbler en série. Comme pour les LEDs, chaque lampe a une tension nominale, et vous calculez la tension totale du circuit en additionnant la tension nominale de chaque lampe. Contrairement aux LEDs, les ampoules ont leur propre résistance et n'ont pas besoin de résistance séparée. De plus, elles ne sont pas polarisées, donc leur orientation dans le circuit n'importe pas. Bien qu'elles fonctionnent mieux à leur tension nominale, elles acceptent une tension inférieure, mais avec un rendement lumineux moindre. Des tensions excessives ont tendance à griller les lampes prématurément, donc calculez soigneusement les besoins en tension.
Haut-parleurs
Vous pouvez câbler des haut-parleurs audio en série si vous les adaptez à l'impédance de sortie de votre amplificateur. Pour une efficacité et une qualité sonore optimales, l'impédance totale des haut-parleurs doit être égale à l'impédance de l'ampli. Si votre amplificateur a une impédance de sortie de 8 ohms, par exemple, vous pouvez câbler deux haut-parleurs de 4 ohms en série. Si les haut-parleurs ont des indicateurs de polarité, comme des connecteurs de couleur rouge et noir, câblez le connecteur noir de l'un au connecteur rouge de l'autre, et câblez les connecteurs restants à l'amplificateur, en associant noir à noir et rouge à rouge.