Apprendre l Electronique en Partant de Zero

Apprendre

llectroniqueen partant de zro

Niveau 1

Ce pictogramme mrite une explica-tion. Son objet est dalerter le lec-teur sur la menace que reprsente pour lavenir de lcrit, particulire-ment dans le domaine de ldition technique et universitaire, le dvelop-pement massif du photocopillage.Le Code de la proprit intellec-tuelle du 1er juillet 1992 interdit en effet expressment la photocopie usage collectif sans autorisation des ayants droit. Or, cette pratique sest gnralise dans les ta-blissements denseignement sup-rieur, provoquant une baisse brutale

des achats de livres et de revues, au point que la possibilit mme, pour les auteurs, de crer des uvres nouvelles et de les faire diter correctement est aujourdhui menace.Nous rappelons donc que toute reproduction, partielle ou totale, de la prsente publication est interdite sans autorisation crite de lauteur ou de ses ayants droit ou ayants cause. Droger cette autorisation constituerait donc une contrefaon sanctionne par les articles425 et suivants du Code pnal.

La loi du 11 mars 1957 nautorisant, aux termes des alinas 2 et 3 de larticle 41, dune part, que les copies ou reproductions strictement rserves lusage priv du copiste et non destines une utilisation collective, et, dautre part, que les analyses et les courtes citations dans un but dexemple et dillustration, toute reproduction intgrale ou partielle, faite sans le consentement de lauteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite (alina 1er de larticle 40).Cette reprsentation ou reproduction, par quelque procd que ce soit, constituerait donc une contrefaon sanctionne par les articles 425 et suivants du Code pnal.

Cet ouvrage est une compilationdu Cours dlectronique en Partant de Zroparus dans les numros 1 28 de la revue

ELECTRONIQUE et Loisirs magazine.

Apprendre

llectroniqueen partant de zro

Niveau 1

L E C O U R S

ELECTRONIQUE et Loisirs magazine Cours dElectronique Premier niveau6

En guise dintroductionSi vous considrez quil nest pos-sible dapprendre llectronique quenfrquentant un Lyce Technique, vousdcouvrirez en suivant ce cours quilest aussi possible de lapprendrechez soi, nimporte quel ge, carcest trs loin dtre aussi difficileque beaucoup le prtendent encore.

Tout dabord, nous parlerons desconcepts de base de llectricit,puis nous apprendrons reconnatretous les composants lectroniques, dchiffrer les symboles utilissdans les schmas lectriques, etavec des exercices pratiques simpleset amusants, nous vous ferons en-trer dans le monde fascinant dellectronique.

Nous sommes certains que ce courssera trs apprci des jeunes auto-didactes, des tudiants ainsi que desenseignants, qui dcouvriront quellectronique peut aussi sexpliquerde faon comprhensible, avec unlangage plus simple que celui utilisdans les livres scolaires.

En suivant nos indications, vous au-rez la grande satisfaction de consta-ter que, mme en partant de zro,vous russirez monter des amplifi-cateurs hi-fi, des alimentations sta-biliss, des horloges digitales, desinstruments de mesure mais aussides metteurs qui fonctionneront par-faitement, comme sils avaient tmonts par des techniciens profes-sionnels.

Aux jeunes et aux moins jeunes quidmarrent zro, nous souhaitonsque llectronique devienne, dans unfutur proche, leur principale activit,notre objectif tant de faire de vousde vrais experts sans trop vous en-nuyer, mais au contraire, en vous di-vertissant.

Giuseppe MONTUSCHI

Dispenser, dans une revue, un cours dlectronique est toujours une gageure.Dabord, si lon ne veut faire aucune impasse, il faut du temps. Du temps, celasignifie aussi de nombreux mois de publication.

Ensuite, il faut que le cours soit simple mais prcis, efficace mais sanscomplexit.

Le cours que nous vous proposons partir de ce numro 1 dELECTRONIQUEet Loisirs magazine est certainement le meilleur quil nous ait t donn devoir depuis que nous nous sommes dcouvert une passion pour llectronique,cest--dire depuis 38 ans ! Son auteur, Giuseppe MONTUSCHI est un autodi-dacte. A plus de 70 ans, chaque mois, sur son ordinateur, il crit lui-mme laplupart des articles qui sont publis dans la revue NUOVA ELETTRONICA quildite depuis plus de 30 ans. Nous tenons le remercier de nous avoir confice cours et donn lautorisation de le publier pour vous. Nous sommes convain-cus quun jour prochain, grce lui, vous raliserez votre rve, faire de llec-tronique votre passion.

J. P.

Le courant lectriqueChaque jour, nous profitons des bien-faits du courant lectrique. Le secteur220 volts fournit le courant ncessai-re pour allumer les lampes de la mai-son, faire fonctionner le rfrigrateur,la tlvision ou lordinateur. Les pilesnous fournissent le courant ncessai-re pour couter notre baladeur ou pourtlphoner avec notre portable.Le courant lectrique ne sobtient quenmettant en mouvement les lectrons.Pour comprendre ce phnomne il fautncessairement parler de latome.

Latome, pour celui qui lignorerait en-core, est constitu dun noyau consti-tu de protons (de charge positive) etde neutrons (de charge neutre). Autourde ce noyau tournent, la vitesse dela lumire (cest--dire 300 000 kmpar seconde) des lectrons (de chargengative). La figure 1 est explicite.On pourrait comparer latome un sys-tme plantaire miniaturis avec aucentre le soleil (noyau de protons) etautour de nombreuses plantes (lec-trons) qui seraient en orbite.

LEO

N N1

ApprApprendrendree

lllectrlectroniqueoniqueen paren partant de ztant de zrroo

Fig. 1 : Latome est constitu dunnoyau central de charge positive etdlectrons de charge ngative qui

sont en orbite autour de lui.

Les lectrons ngatifs sont maintenusen orbite par les protons positifs com-me le montre la figure 2.Chaque atome, selon llment auquelil appartient, possde un nombre biendfini de protons et dlectrons.Par exemple, latome dhydrogne pos-sde un seul proton et un seul lectron

L E C O U R S


4,5 V

Fig. 2 : Les lectrons sontmaintenus en orbite par le noyau.Les lectrons les plus loigns

peuvent facilement se soustraire leur noyau.

Fig. 3 : Latomedhydrogne a 1

proton et 1 lectron.

Fig. 4 : Latome de borea 5 protons et 5

lectrons.

Fig. 5 : Latome desodium a 11 protons et

11 lectrons.

Fig. 7 : Si on retire unatome des lectrons, il

devient une chargelectrique positive.

Fig. 6 : Lorsque lenombre dlectronsest gal au nombre

de protons, la chargeest neutre.

Fig. 8 : Si on ajoute unatome des lectrons, il

devient une chargelectrique ngative.

(figure 3). Latome de bore possde 5protons et 5 lectrons (figure 4), lato-me de cuivre possde 29 protons et29 lectrons, tandis que latome dar-gent possde 47 protons et 47 lec-trons.Plus le nombre dlectrons prsentsdans un atome est grand, plus lenombre dorbites qui tournent autourde son noyau est important.Les lectrons qui tournent trs prs dunoyau sont appels lectrons lis carils sont difficiles arracher de leur or-bite.Les lectrons qui tournent dans les or-bites les plus loignes sont appels

Fig. 9 : Deux atomes de chargepositive ou de charge ngative se

repoussent tandis que deux atomesde charge oppose sattirent.

Fig. 10 : Les lectrons sont attirspar les protons donc le flux du

courant lectrique va du ngatif versle positif.

lectrons libres car on russit sans dif-ficult les soustraire leurs orbitespour les insrer dans un autre atome.Ce dplacement dlectrons dun ato-me un autre peut sobtenir avec unmouvement mcanique (dynamo - al-ternateur) ou avec une raction chi-mique (piles - accumulateurs).Si on retire des lectrons un atome,celui-ci prend une polarit positive, carle nombre de protons devient plus im-portant que le nombre dlectrons (voirfigure 7).Si on introduit des lectrons libres dansun atome, celui-ci prend une polaritngative car le nombre dlectrons de-vient plus important que le nombre deprotons (voir figure 8).Deux bornes dpassent toujours dunepile, lune marque dun signe positif(excs de protons) et lautre marquedun signe ngatif (excs dlectrons).Si on relie ces deux bornes avec un filconducteur (par exemple le cuivre), leslectrons seront attirs par les protonset ce mouvement dlectrons gnre-ra un courant lectrique (voir figure 10)qui ne cessera que lorsquun parfaitquilibre entre protons et lectrons sesera rtabli dans les atomes.Nombreux sont ceux qui considrentque le flux du courant lectrique va dupositif vers le ngatif.Au contraire, le flux du courant lec-trique va toujours du ngatif vers le

positif car ce sont les protons qui atti-rent les lectrons pour quilibrer leursatomes et non linverse.Pour comprendre le mouvement de ceflux dlectrons, on peut se servir dedeux lments trs connus : leau etlair.On peut associer les lectrons nga-tifs leau et les protons positifs lair.Si on prend deux rcipients pleins dair(charge positive) et si on les relie entreeux avec un tube, il ny aura aucun fluxcar dans chacun de ces rcipients ilmanquera llment oppos, cest--dire leau (voir figure 11).Mme si on relie entre-eux deux rci-pients pleins deau (charge ngative),il ny aura aucun flux dans le tube caril nexiste pas de dsquilibre eau/air(voir figure 12).Si, par contre, on relie un rcipient pleindair (polarit positive) un autre pleindeau (polarit ngative), on obtiendraun flux deau du rcipient plein vers levide (voir figure 13) qui ne cessera quelorsque les deux rcipients auront at-teint le mme niveau (voir figure 14).

L E C O U R S


1,5 V

1,5 V

1,5 V

1,5 V

1,5 V

1,5 V

1,5 V

1,5 V

1,5 V

1,5 V. 1,5 V.

1,5 V.

Fig. 11 : Si on compare lair une charge positive et leau une

charge ngative , en reliant entreeux deux rcipients pleins dair, il

ny aura aucun flux.

Fig. 12 : De mme que, si on reliedeux rcipients pleins deau entre

eux, il ny aura aucun flux parce quilnexiste pas de dsquilibre entre lacharge positive et la charge ngative.

Fig. 13 : En reliant entre eux unrcipient plein deau et un plein

dair, on obtiendra un flux deau dece rcipient vers lautre, car il existe

un dsquilibre.

Fig. 14 : Le flux deau cesseralorsquon aura atteint un parfaitquilibre eau/air. Une pile est

dcharge quand les lectrons sontau mme nombre que les protons.

Fig. 15 : Une pile de 3 volts a undsquilibre dlectrons double par

rapport une pile de 1,5 volt.

Fig. 16 : Une pile de 9 volts a undsquilibre dlectrons six foisplus grand quune pile de 1,5 volt et deux fois plus grand quune pile

de 4,5 volts.

Le mouvement des lectrons peut treutilis pour produire de la chaleur enles faisant passer travers une rsis-tance (radiateurs lectriques, fer sou-der, etc.), pour produire de la lumireen le faisant passer travers le fila-ment dune ampoule ou encore, pourraliser des lectro-aimants en le fai-sant passer dans une bobine enroulesur un morceau de fer (relais, tlrup-teurs).

Pour conclure, on peut affirmer que lecourant lectrique est un mouvementdlectrons attirs par des protons. Une

fois que chaque atome aura quilibrses protons avec les lectrons man-quants, il ny aura plus aucun courantlectrique.

LA TENSIONunit de mesure VOLTNimporte quelle pile a une lectrodepositive et une lectrode ngative car lintrieur de son corps il existe undsquilibre dlectrons.Ce dsquilibre de charges positiveset ngatives gnre une tension qui semesure en volt.Une pile de 9 volts a un dsquilibredlectrons 6 fois plus impor tantquune pile de 1,5 volt, en ef fet, enmultipliant 1,5 x 6 on obtient 9 volts(voir figures 15 et 16).Une pile de 12 volts aura un dsqui-libre dlectrons 8 fois plus importantquune pile de 1,5 volt.Pour vous expliquer limportance decette diffrence, nous utiliserons en-core les lments eau - air.Une pile de 1,5 volt peut tre compa-re deux rcipients peu profonds :lun plein deau (ngatif) et lautre pleindair (positif).Si on les relie entre eux, on aura unflux deau trs modeste parce que ladiffrence de potentiel savre touteaussi rduite (voir figure 13).Une pile de 9 volts est comparable un rcipient dont la profondeur sav-re tre 6 fois plus grande que celle durcipient de 1,5 volt, par consquent,si lon relie entre eux le rcipient n-gatif et le rcipient positif on aura unflux deau suprieur en raison dunedif frence de potentiel plus impor-tante.

Comme pour les mesures de poids, quipeuvent tre exprimes en kilogrammes- quintaux - tonnes et en hectogrammes- grammes - milligrammes, lunit demesure volt peut aussi tre exprimeavec ses multiples appels :

- kilovolt- mgavolt

ou bien alors avec ses sous-multiplesappels :

- millivolt- microvolt- nanovolt

Vous avez probablement souvent en-tendu parler de tensions continues etde tensions alternatives, mais avantde vous expliquer ce qui les diffren-cie lune de lautre, il faut savoir que :

- la tension continue est fournie par :des piles - des accumulateurs - des cel-lules solaires- la tension alternative est fournie par :des alternateurs - des transformateurs

En alimentant une ampoule avec unetension continue fournie par une pileou un accumulateur (voir figure 19), onaura un fil de polarit ngative et un filde polarit positive. Les lectrons cir-culeront donc toujours dans une seu-le direction, cest--dire, du ple ngatifvers le ple positif avec une tensionconstante.

L E C O U R S


PRISE 220 V

4,5 V

TABLEAU 1 CONVERSION VOLT

voltvoltvolt

millivoltmillivolt

microvoltmicrovolt

x::

x:

xx

1 0001 0001 000 000

1 0001 000

1 0001 000 000

= kilovolt= millivolt= microvolt

= volt= microvolt

= millivolt= volt

kV =V =

mV =V =

kilovoltvoltmillivoltmicrovolt

60 8040

200

mV

100

30 4050

2010

0

VOLTS

Les mesures de tension les plus utilisesdans le domaine de l'lectronique sont :

Dans le tableau 1 nous reportons les facteursde division et de multiplication pour convertir

une tension en ses multiples et sous-multiples :

4,5 V.

Fig. 17 : TENSIONS CONTINUES - On prlve la tension continue desbatteries rechargeables, des piles et des cellules solaires.

Fig. 19 : En tension continue onaura toujours un fil de polarit

ngative et un de polarit positive.

Fig. 18 : TENSIONS ALTERNATIVES - On prlve la tension alternative desalternateurs, des transformateurs et du secteur 220 volts.

Fig. 20 : En tension alternative les deux fils nont pas de polarit,

parce qualternativement, leslectrons vont dans un sens puis

dans le sens oppos.

En alimentant une ampoule avec unetension alternative de 12 volts, fourniepar un alternateur ou un transforma-teur (voir figure 20), ce nest plus unfil ngatif et un fil positif que nous au-rons mais alternativement lun oulautre car la polarit changera conti-nuellement. Cela revient dire que,successivement (alternativement) cir-culera dans chaque fil une tension n-gative qui deviendra positive pour re-devenir ngative, puis nouveaupositive, etc. Donc, les lectrons cir-culeront tantt dans un sens, tanttdans le sens oppos. Linversion depolarit sur les deux fils nintervientpas brusquement cest--dire quilny a pas une inversion soudaine depolarit de 12 volts positifs 12 voltsngatifs ou vice-versa mais de fa-on progressive.

Cela signifie que la valeur dune ten-sion alternative commence une va-leur de 0 volt pour augmenter pro-gressivement 1, 2, 3, etc. voltspositifs jusqu atteindre son maximumpositif de 12 volts, puis elle commen-ce redescendre 11, 10, 9, etc. voltspositifs jusqu revenir la valeur ini-tiale de 0 volt.

A ce point, sa polarit sinverse et, tou-jours de faon progressive, augmente 1, 2, 3, etc. volts ngatifs jusqu at-teindre son maximum ngatif de 12volts, puis elle commence redes-cendre 11, 10, 9, etc. volts ngatifs,jusqu retourner la valeur de dpartde 0 volt (voir figure 26).

Ce cycle du positif au ngatif se rp-te linfini.

Une fois de plus, nous allons vous ex-pliquer la diffrence qui existe entreune tension continue et une tension alternative , avec un exemple hy-draulique et pour ce faire, nous utili-serons nos rcipients, lun plein deau(ple ngatif) et lautre plein dair (plepositif).

Pour simuler la tension continue on re-lie les deux rcipients comme sur la fi-gure 21.Leau scoulera vers le rcipient vide,et lorsquelle aura atteint le mme ni-veau dans les deux rcipients, le d-placement de leau cessera.De la mme faon, dans une pile oudans un accumulateur, les lectronsngatifs en excs afflueront toujoursvers le ple positif, et lorsque sera at-teint un par fait quilibre entre lescharges positives et les charges n-gatives, ce flux cessera.Une fois que cet quilibre est atteint,il ny a plus de dplacement dlec-trons, la pile ne russissant plus four-nir de courant lectrique. Elle est alorsconsidre comme dcharge.Quand une pile est dcharge on la jet-te (pas nimporte o mais dans les r-cipients prvus cet effet !), la dif-frence dun accumulateur qui, lorsquilest dcharg, peut tre recharg entant reli un gnrateur de tension

L E C O U R S


1 seconde

0 VOLT

ALTERNANCEPOSITIVE

ALTERNANCENEGATIVE

MAXVOLT

MAXVOLT

CC =

AC =

tensioncontinue

tensionalternative

Fig. 25 : Quand le rcipient degauche est plein, il se lve pour

inverser le flux.

Fig. 21 : En tension continue leau scoule vers le rcipient plein

dair jusqu ce que sopre unparfait quilibre entre les deux

lments.

Fig. 22 : En tension alternative leau scoule vers le rcipient vide.

Fig. 23 : Quand celui-ci sest rempli,il devient de polarit oppose,

cest--dire ngative.

Fig. 24 : A ce point, le rcipient pleinse lve et leau scoule en sens

inverse.

TABLEAU 2 CONVERSION HERTZ

hertzhertz

kilohertzkilohertz

mgahertzkilohertz

mgahertzmgahertz

gigahertzgigahertz

xx

xxx:::

::

1 0001 000 000

1 0001 000 0001 0001 0001 0001 000 000

1 0001 000 000

= kilohertz= mgahertz

= mgahertz= gigahertz= gigahertz= hertz= kilohertz= hertz

= mgahertz= kilohertz

Hz = hertzkHz = kilohertzMHz = mgahertzGHz = gigahertz

Les mesures de frquence les plus utilisesdans le domaine de l'lectronique sont :


une frquence en ses multiples et sous-multiples :

Fig. 26 : On appelle frquence le nombre des sinusodes qui se rptent en 1 seconde . La frquence se mesure en Hertz.

Fig. 25 : Quand le rcipient degauche est plein, il se lve pour

inverser le flux.

externe, qui se chargera de crer nou-veau le dsquilibre initial entre lec-trons et protons.Pour simuler la tension alternative, onutilise toujours les deux rcipients, quelon place, cette fois, sur un plan enbascule (voir figure 22).Une main invisible placera celui pleindeau (polarit ngative) en positionsurleve par rapport lautre qui estvide (polarit positive).Tout dabord, leau scoulera vers lercipient vide et lorsque le flux cesse-ra, on aura le rcipient de gauche vide(polarit positive), et celui de droiteplein deau (polarit ngative).A ce point, la main invisible soul-vera le rcipient de droite en faisantcouler leau dans le sens inverse jus-qu remplir le rcipient de gauche, etune fois quil se sera rempli, cettemme main le soulvera encore pourinverser nouveau le flux de leau (voirfigure 25).De cette faon, leau scoulera dansle tube reliant les deux rcipients,

dabord dans un sens, puis dans lesens oppos.

LA FREQUENCEunit de mesurele HERTZDans la figure 26 nous montrons le gra-phique dune priode de la tension al-ternative qui, comme vous pouvez levoir, reprsente une sinusode compo-se dune alternance positive et dunealternance ngative.

On appelle frquence, le nombre dessinusodes qui se rptent en lespa-ce dune seconde. On lexprime avecle symbole Hz, qui signifie Hertz.Si vous observez ltiquette qui figuresur le compteur de votre habitation,vous y trouverez lindication 50 Hz.Ce nombre sert indiquer que la ten-sion que nous utilisons pour allumernos lampes change de polarit 50 foisen 1 seconde.

L E C O U R S


Fig. 30 : A laide dun instrument de mesure appel oscilloscope, il est possiblede visualiser sur lcran, le nombre de sinusodes prsentes en 1 seconde.

1 seconde

4 Hz

Fig. 27 : Pour unefrquence de 4 Hz, la

tension change depolarit 4 fois par

seconde.

1 seconde

10 Hz



seconde.

1 seconde

50 Hz



seconde.

TABLEAU 3 CONVERSION AMPERES

ampreampre

milliampremilliampremilliampre

microampremicroampre

::

x:x

xx

1 0001 000 000

1 0001 0001 000 000

1 0001 000 000

= milliampre= microampre

= ampre= microampre= nanoampre

= milliampre= ampre

AmAA

= ampre= milliampre= microampre

60 8040

200

mA

100

3 45

21

0

AMPERES

Les mesures de courant les plus utilisesdans le domaine de l'lectronique sont :

Dans le tableau 3 nous reportons les facteursde division et de multiplication pour convertirun courant en ses multiples et sous-multiples :

Fig. 31 : Un tuyau troit permettra peu deau de scouler du ple

ngatif vers le ple positif.

Fig. 32 : Un gros tuyau permettra beaucoup deau de scouler du ple

ngatif vers le ple positif.

Une variation de 50 fois en 1 secondeest tellement rapide que notre il nerussira jamais remarquer la valeurcroissante ou dcroissante des alter-nances.En mesurant cette tension avec un volt-mtre, laiguille ne dviera jamais dunminimum un maximum, car les va-riations sont trop rapides par rapport linertie de laiguille. Seul un oscil-loscope nous permet de visualiser surson cran cette forme donde (voir fi-gure 30).

Le courant ne dpend en aucune faonde la valeur de la tension. On peut doncprlever 1 ampre aussi bien dune pilede 1,5 volt que dune pile de 9 volts,dune batterie de voiture de 12 voltsou encore de la tension secteur de220 volts.

Pour mieux comprendre la diffrenceexistant entre volt et ampre, nous uti-liserons nouveau leau.Si nous relions le rservoir ngatif etle rservoir positif avec un tube de pe-tit diamtre (voir figure 31), le flux deauscoulera lentement, et puisquil estpossible de comparer ce flux unnombre dlectrons en transit, on peutdonc affirmer que quand il passe peudeau dans le tube, dans le circuit lec-trique scoulent peu dampres.Si nous relions les deux rservoirs avecun tube de diamtre plus impor tant(voir figure 32), le flux deau augmen-tera, cest--dire que dans le circuitscouleront plus dlectrons et doncplus dampres.Comme le volt, lampre a ses sous-multiples, appels :

- milliampre- microampre- nanoampre

LA PUISSANCEunit de mesurele WATTEn connaissant la valeur de la tensionde nimporte quel gnrateur tel unepile, une batterie, un transformateurou une ligne lectrique et la valeur ducourant que nous prlevons pour ali-menter une lampe, une radio, un rfri-grateur, un fer souder etc., nouspouvons connatre la valeur de la puis-sance absorbe, exprime en watts.

LE COURANTunit de mesurelAMPEREOn appelle le mouvement des lectronsde llectrode ngative vers llectro-de positive, le courant. Il se mesure enampres.A titre dinformation il plaira aux pluscurieux de savoir qu1 ampre corres-pond : 6 250 000 000 000 000 000lectrons! qui se dplacent du ple n-gatif vers le ple positif en lespace d1seconde.

L E C O U R S


30 4050

2010

0

VOLTS

Fig. 33 : Linstrument appel voltmtre sapplique toujoursentre les ples positif et ngatif,pour mesurer le dsquilibre

dlectrons qui existe entre les deuxples. Voir les exemples des

rcipients pleins deau dans lesfigures 15 et 16.

3 45

21

0

AMPERES

Fig. 34 : Linstrument appel ampremtre sapplique toujoursen srie sur un fil, pour mesurer

le passage dlectrons. Lesampres ne sont pas influencs par

la tension, donc 1 ampre peutscouler sous des tensions de

4,5 - 9 - 24 - 220 volts.

0,5 A

12 V

3 45

21

0

AMPERES

30 4050

2010

0

VOLTS

Fig. 35 : Une ampoule alimente par une tension de 12 volts, absorbe uncourant de 0,5 ampre et dbite une puissance lumineuse de 6 watts.

Pour calculer la puissance, il suffit de multiplier les volts par les ampres :12 volts x 0,5 ampre = 6 watts

TABLEAU 4 CONVERSION WATT

wattwatt

milliwattmilliwatt

microwatt

watt

1 0001 000

1 0001 000

1 000

1 000 000

x:

x:

x

:

= kilowatt= milliwatt

= watt= microwatt

= milliwatt

= microwatt

W = wattmW = milliwattW = microwatt

watts = V x A

ampres = W : V

volts = W : A

Les mesures de puissance les plus utilisesdans le domaine de l'lectronique sont :


une puissance en ses multiples et sous-multiples :

La formule permettant dobtenir leswatts est trs simple :

watt = volt x ampre

Une lampe de 12 volts - 0,5 ampreabsorbe donc une puissance de :12 x 0,5 = 6 watts

En connaissant les watts et les am-pres, nous pouvons connatre la va-leur de la tension dalimentation, enutilisant la formule contraire, cest--dire :

volt = watt : ampre

Si nous avons une lampe de 6 wattsqui absorbe 0,5 ampre, sa tensiondalimentation sera de :

6 : 0,5 = 12 volts

En connaissant les watts et les volts,nous pouvons connatre les ampresabsorbs en utilisant la formule sui-vante :

ampre = watt : volt

Une lampe dune puissance de 6 wattsdevant tre alimente avec une tensionde 12 volts, absorbera un courant de :

6 : 12 = 0,5 ampre

A prsent que vous savez que le wattindique la puissance, vous compren-drez quun fer souder de 60 watts d-bite en chaleur une puissance plus im-por tante quun fer souder de 40watts.De la mme manire, pour deux am-poules, lune de 50 watts et lautre de100 watts, la seconde consommeraune puissance double de celle consom-me par la premire mais mettra ga-lement le double de lumire !

Le multiple des watts est appel :- kilowatt

et ses sous-multiples :- milliwatt- microwatt

Lesgnrateursde tensionLes gnrateurs de tension les pluscommuns sont les piles que nous pou-vons trouver dans le commerce, sousdiverses formes et dimensions (voir fi-gure 37).

Chaque pile peut fournir, selon son mo-dle, une tension de 1,5 - 4,5 - 9 volts.

Il existe des gnrateurs de tension re-chargeables, dont, par exemple, les ac-cumulateurs au nickel/cadmium(Ni/Cd) qui fournissent une tension de

L E C O U R S


10 watts 50 watts 100 watts

Fig. 36 : On peut comparer la puissance un marteau .Un petit marteau a une puissance moindre quun marteau de dimensions plus

importantes. Cest la raison pour laquelle une lampe de 10 watts diffuse moinsde lumire quune lampe de 100 watts, et quun moteur lectrique de 1000

watts distribue plus de puissance quun moteur de 500 watts. Plus le nombrede watts de la lampe, du moteur ou du circuit que nous alimentons est

important, plus sont nombreux les ampres absorbs par la source.

Fig. 37 : Dans le commerce, on peut trouver des piles de tensions et dedimensions diverses. La capacit dune pile est exprime en ampre/heure. Une

pile de 3 Ah se dcharge en une heure si lon prlve 3 ampres, en deuxheures si lon prlve 1,5 ampre et en 30 heures si lon prlve 0,1 ampre.

1,2 volt ou encore, des accumulateursau plomb (vulgairement appels bat-teries ), normalement installs surtous les vhicules et qui, gnralement,fournissent une tension de 12,6 volts.Il existe aussi des gnrateurs pouvanttransformer la lumire en une tension,et qui sont pour cette raison appelscellules solaires (voir figure 17).

Certains gnrateurs fonctionnent avecle mouvement. Par exemple la dynamo,installe sur toutes les bicyclettes (voirfigure 18) ou les alternateurs, instal-ls sur les vhicules, pour recharger labatterie.

Rappel : les dynamos installes sur lesbicyclettes gnrent une tension al-ternative.

Dans chaque appartement, on retrou-ve les prises lectriques desquelles onpeut prlever une tension alternativede 220 volts.Le gnrateur de tension appel trans-formateur est utilis en lectroniquepour abaisser la tension alternative220 volts du secteur des tensionsinfrieures, par exemple 9 - 12 - 20 -30 volts. Ces mmes transformateurspeuvent galement tres construitspour lever une tension, par exemple110 220 volts.

1er exerciceLe premier exercice que nous vous pro-posons, vous permettra de constaterce qui arrive si lon relie en srie ou enparallle deux sources dalimentation.

Procurez-vous deux piles carres de4,5 volts, une ampoule de 6 volts mu-nie de sa douille et un morceau de filde cuivre isol plastique pour installa-tions lectriques.

En reliant les deux extrmits de lam-poule une seule pile (voir figure 39),vous verrez sallumer lampoule.Si vous prenez les deux piles et quevous reliez entre eux les deux ples po-sitifs et les deux ples ngatifs, enbranchant lampoule, vous la verrez cet-te fois encore sallumer, avec la mmeintensit que prcdemment.

Cette liaison, appele parallle (voir fi-gure 39), na pas modifi la valeur de

la tension, qui reste toujours de 4,5volts, mais seulement la puissance dis-ponible.En pratique nous avons doubl lauto-nomie de la pile, cest--dire que si uneseule pile pouvait tenir allume lam-poule pendant 10 heures, en reliantdeux piles en parallle, nous russi-rions la garder allume pendant 20heures.

Maintenant, reliez le positif dune pileau ngatif de la seconde (voir figu-re 40), puis reliez une ampoule auxdeux extrmits des piles et vous no-terez une augmentation de la lumino-sit.Ce branchement, appel srie, a dou-bl la valeur de la tension qui est mon-te de :

4,5 volts 4,5 + 4,5 = 9 volts.

Si par erreur, vous reliez le ngatifdune pile avec le ngatif de la secon-de pile et sur les deux extrmits po-sitives (voir figure 40 droite) vous re-liez lampoule, celle-ci restera teinteparce que les lectrons de mme po-larit se repoussent.

Le mme phnomne se produit si onbranche le positif dune pile au positifdune deuxime pile.

ImportantNous pouvons relier en parallle ga-lement deux - trois - quatre piles, condition quelles dbitent la mmetension et donc, relier en parallle deuxou plusieurs piles de 4,5 volts ou en-core deux ou plusieurs piles qui dbi-tent 9 volts. Par contre, nous ne pou-vons pas relier en parallle une pile de

L E C O U R S


VOLTS13,5

4,5 V 9 V

30 4050

2010

0

VOLTS

Fig. 41 : En reliant en srie une pilede 4,5 volts avec une pile de 9 volts,nous obtiendrons une tension totale

de 13,5 volts. Pour effectuer unbranchement en srie, nous devonsrelier le positif dune pile au ngatif

de lautre.

Fig. 38 : En 1801, le physicienAlessandro Volta prsenta Paris,

en prsence de Napolon Bonaparte,sa pile lectrique.

4,5 V

4,5 V.

4,5 V

Fig. 39 : En reliant une pile une ampoule, celle-ci sallume.En reliant en parallle deux piles, nous modifions seulement la capacit

de la source, donc la luminosit de lampoule ne varie pas.En reliant en srie (voir figure 40 gauche) deux piles, la luminosit double,

car nous augmentons le dsquilibre des lectrons.

4,5 V 4,5 V 4,5 V 4,5 V

Fig. 40 : Pour relier en srie deux piles, nous devrons relierle ple ngatif de lune au ple positif de lautre.

Si nous relions les piles, comme sur le dessin de droite,nous nobtiendrons aucune tension.

4,5 V 1,5 V9 V

VOLTS15,0 VOLTS

30 4050

2010

0

Fig. 42 : En reliant en srie troispiles, une de 4,5 volts, une de 9

volts et une de 1,5 volt, nousobtiendrons une tension de 15 volts.Si les trois piles ont des capacitsdiffrentes, la plus faible dentreelles spuise avant les autres.

4,5 volts une de 9 volts car la pilequi dbite la tension la plus importan-te se dchargera dans la pile qui d-bite la tension la moins importante.

Les piles de diffrentes tensions peu-vent, par contre, tre relies en srie.Par exemple, si nous relions en srieune pile de 4,5 volts une pile de 9volts (voir figure 41), nous obtiendronsune tension totale de :

4,5 + 9 = 13,5 volts

Si on relie en srie trois piles, une de4,5 volts, une de 9 volts et une de 1,5volt(voir figure 42), on obtiendra une ten-sion totale de :

4,5 + 9 + 1,5 = 15 volts

Dans une liaison en srie, on devra tou-tefois choisir des piles qui ont unemme capacit.

Par exemple, si la pile de 4,5 volts aune autonomie de 10 heures, celle de9 volts une autonomie de 3 heures etcelle de 1,5 volt une autonomie de 40heures, en les reliant en srie ellescesseront de nous fournir de la tensionaprs seulement 3 heures, cest--direquand la pile de 9 volts, qui a la plusfaible capacit, se sera compltementdcharge.

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Petite prcision qui a son importance !

Voici les formules que lon retrouve dans tous les textes dlectro-nique :

ohm () = kilohm (k) : 1 000kilohm (k) = ohm () x 1 000ohm () = mgohm (M) : 1 000 000mgohms (M) = ohm () x 1 000 000

Nombreux sont ceux qui commettent des erreurs parce quils ne tien-nent pas compte du fait quun kilohm est mille fois plus grand quunohm, et quun ohm est mille fois plus petit quun kilohm. Donc, si lonveut convertir des ohms en kilohms, il faut conserver lesprit quilfaut diviser et non pas multiplier les ohms par 1 000.

Par exemple, pour convertir 150 ohms en kilohms nous devons toutsimplement faire : 150 () : 1 000 = 0,15 k.Tandis que pour convertir 0,15 kilohm en ohms nous devons toutsimplement faire : 0,15 (k) x 1 000 = 150 .Dans le tableau 5 apparat ce que certains pourraient considrercomme linverse de ce qui vient dtre dit mais cest bien exact carsi on multiplie 1 par 1 000 on obtient bien 1 k !

Ce qui vient dtre nonc vaut galement pour tous les tableaux quifigurent dans la 1re leon.

LA RESISTANCEunit de mesurelOHM

Tous les matriaux ne sont pas bonsconducteurs dlectricit.Ceux qui contiennent beaucoup dlec-trons libres, comme par exemple lor,largent, le cuivre, laluminium, le fer,ltain, sont dexcellents conducteursdlectricit.Les matriaux qui contiennent trs peudlectrons libres, comme par exemplela cramique, le verre, le bois, lesmatires plastiques, le lige, ne rus-sissent en aucune manire fairescouler les lectrons et cest pourcela quils sont appels isolants.Il existe des matriaux intermdiairesqui ne sont ni conducteurs, ni isolants,comme par exemple le nickel-chrome,le constantan ou le graphite.Tous les matriaux qui of frent unersistance au passage des lectrons,sont utiliss en lectronique pourconstruire rsistances, potentiomtreset trimmers, cest--dire des compo-sants qui ralentissent le flux des lec-trons.

Lunit de mesure de la rsistance lec-trique est lohm. Son symbole est lalettre grecque omga (),Un ohm correspond la rsistance querencontrent les lectrons en passant travers une colonne de mercure hautede 1 063 millimtres (1 mtre et 63millimtres), dun poids de 14,4521grammes et une temprature de 0degr.

Outre sa valeur ohmique, la rsistancea un autre paramtre trs important :la puissance maximale en watts quelleest capable de dissiper sans tredtruite.Cest pourquoi vous trouverez dans lecommerce des rsistances de petitetaille composes de poudre de graphitedune puissance de 1/8 de watt ou de

LEO

N N2

ApprApprendrendree


Fig. 43 : Les rsistances de 1/8, 1/4, 1/2 et 1 watt utilises en lectroniqueont la forme de petits cylindres quips de deux pattes fines. La valeur ohmique

de ces rsistances sobtient par la lecture des quatre anneaux de couleurmarqus sur leurs corps (voir figure 46). Les rsistances de 3, 5, 7, 10 et 15watts ont un corps rectangulaire en cramique sur lequel sont directement

inscrites leur valeur ohmique et leur puissance en watts.

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AUCUNERSISTANCE

RSISTANCEMINIMALE

RSISTANCEMAXIMALE

Fig. 44 : On peut comparer une rsistance un tranglement plac en srie dans un conducteur afin de rduire le fluxrgulier des lectrons. Une rsistance avec une valeur ohmique faible (tranglement moyen), rduira beaucoup moins le

flux des lectrons quune rsistance ayant une valeur ohmique leve (tranglement plus important).

1 1 x 10

0 x 1

2 2 x 100

3 3 x 1 000

4 4 x 10 000

5 5 x 100 000

6 6 x 1 000 000

7 7

8 8

OR : 10

9 9

10 %

5 % OR

ARGENTNOIR

MARRON

ROUGE

ORANGE

JAUNE

VERT

BLEU

VIOLET

GRIS

BLANC

1er CHIFFRE

2e CHIFFRE

TOLRANCE

MULTIPLICATEUR

1er CHIFFRE 2e CHIFFRE TOLRANCEMULTIPLIC.

= = = =

Fig.45 : Les 4 anneaux de couleur qui apparaissent sur le corps dune rsistance servent donneur sa valeur ohmique.Dans le tableau 6 nous reportons les valeurs standards.

1/4 de watt, dautres - de dimensionslgrement plus importantes - de 1/2watt et dautres encore, beaucoup plusgrandes, de 1 ou 2 watts (voir figure43).Pour obtenir des rsistances capablesde dissiper des puissances de lordrede 3, 5, 10, 20, 30 watts, on utilisedu fil de nickel-chrome (voir figure 47).

A quoi serventles rsistances ?

Une rsistance place en srie dansun circuit provoque toujours une chutede tension car elle freine le passagedes lectrons.Si on relie en srie un conducteurcapable de laisser passer un nombre

important dlectrons et un composantcapable de freiner leur passage, il estvident que leur flux sera ralenti.Pour mieux nous expliquer, nous pou-vons comparer la rsistance ltran-glement dun tuyau dune installationhydraulique (voir figure 44).Si le tuyau ne prsente aucun tran-glement, leau scoule lintrieursans rencontrer de rsistance.Si on le resserre lgrement, ltran-glement provoquera une baisse de lapression de leau, et si on le resserreencore plus, leau rencontrera alorsune forte rsistance sopposant sonpassage.En lectronique, les rsistances sontutilises pour rduire la pression ,cest--dire la tension en volts.Quand un courant lectrique rencontreune rsistance qui empche les lec-trons de scouler librement, ceux-cisurchauffent.Beaucoup de dispositifs lectriques seservent de cette surchauffe pour pro-duire de la chaleur.Par exemple, dans le fer souder setrouve une rsistance en nickel-chromequi, en chauffant, transmet la panneune temprature suffisante pour quelle

1 kilohm = 1 000 ohms1 mgohm = 1 000 000 ohms

10 000 ohms = 10 kilohms10 000 ohms = 0,01 mgohm= ohm

k = kilohmM = mgohm

SYMBOLEGRAPHIQUE

TABLEAU 5 CONVERSION OHM

1 500 ohms correspondent :1 500 : 1 000 = 1,5 kilohm (k)

0,56 mgohm correspondent :0,56 x 1 000 000 = 560 000 ohms () soit 560 k

EXEMPLE

ohmohm

kilohmkilohm

mgohmmgohm

x 1 000 kilohm (k)x 1 000 000 mgohm (M)

: 1 000 ohm ()x 1 000 mgohm (M)

: 1 000 kilohm (k): 1 000 000 ohm ()

Les mesures les plus utilises dansle domaine de l'lectronique sont :

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3me bande - Les zros ajouter aunombre dtermin avec les deux pre-mires couleurs. Si on trouve un marron, on doit ajou-ter un zro, si on trouve un rouge ondoit ajouter deux zros, si on trouve unorange on doit ajouter trois zros, sion trouve un jaune on doit ajouterquatre zros, si on trouve un vert ondoit ajouter cinq zros, si on trouve unbleu on doit ajouter six zros.Si la troisime bande est de couleuror, nous devons diviser par 10 lenombre obtenu avec les deux pre-mires bandes.Si la troisime bande est de couleurargent, nous devons diviser par 100 lenombre obtenu avec les deux pre-mires bandes.

4me bande - Cette dernire bandeindique la tolrance de la rsistance,cest--dire de combien peut varier enplus ou en moins le nombre (valeurohmique) que nous avons obtenu avecles trois premires bandes.Si la quatrime bande est de couleuror, la rsistance a une tolrance de5 %.Si la quatrime bande est de couleurargent, la rsistance a une tolrancede 10 %.

Si, par exemple, avec le code des cou-leurs nous avons obtenu une valeur de2 200 ohms et que la quatrime bandeest de couleur or, la rsistance naurajamais une valeur infrieure 2 090ohms ni suprieure 2 310 ohms, eneffet :

(2 200 : 100) x 5 = 110

2 200 - 110 = 2 090 2 200 + 110 = 2 310

Si la quatrime bande est de couleurargent, la rsistance naura jamais unevaleur infrieure 1 980 ohms ni sup-rieure 2 420 ohms, en effet :

(2 200 : 100) x 10 = 220

2 200 - 220 = 1 980 2 200 + 220 = 2 420

Dans le tableau 8 nousrepor tons les valeursnumriques qui nous ser-vent pour obtenir la valeurohmique dune rsistanceen fonction des couleurssur son corps avec lesquatre bandes.

Comme vous pouvez leremarquer, vous ne trou-verez jamais une troisime

fasse fondre ltain utilis pour les sou-dures.Dans les fers repasser aussi setrouve une rsistance calcule de faon ce que la plaque atteigne une tem-prature suffisante pour repasser nosvtements sans les brler (si le ther-mostat est bien rgl !).Dans les ampoules se trouve une rsis-tance de tungstne capable datteindredes tempratures leves sans fondre.Les lectrons en la surchauffant la ren-dent incandescente au point de lui fairemettre de la lumire.

Valeurs standardsdes rsistances

Dans le commerce vous ne trouvez pasfacilement nimpor te quelle valeurohmique, mais seulement les valeursstandards reportes dans le tableau6 ci-dessous. Ces valeurs standardssont galement appeles progres-sion E12 .

qui correspond au nombre 5, puismmoriser que, en descendant vers lenombre 0, le jaune correspond au 4,lorange correspond au 3, etc. :

vert = 5jaune = 4orange = 3rouge = 2marron = 1noir = 0

tandis quen montant vers le 9, le bleucorrespond au 6, le violet correspondau 7, etc. :

bleu = 6violet = 7gris = 8blanc = 9

Les trois premires bandes sur chaquersistance (voir figure 45), nous per-mettent dobtenir un nombre de plu-sieurs chif fres qui nous indique lavaleur relle en ohm.

Code des couleurs

Quand vous achterez vos premiresrsistances, vous dcouvrirez que leurvaleur ohmique nest pas marque surleur corps avec des chiffres, mais avecquatre bandes de couleurs.

Au dpart, cela nest pas sans causerquelques difficults au dbutant, car, nesachant pas encore dchiffrer ces cou-leurs, il ne peut connatre lavaleur ohmique de la rsis-tance dont il dispose.

Chaque couleur apparais-sant sur le corps dunersistance correspond un nombre prcis commevous pouvez le voir sur lafigure 45 et dans letableau 7.

Pour se souvenir de las-sociation couleur-nombre,on peut prendre commecouleur de dpart le vert,

1re bande - Premier chif fre dunombre. Si cette bande est de couleurrouge, le premier chiffre est un 2, sicette bande est de couleur bleue, cechiffre est un 6, etc.

2me bande - Deuxime chiffre dunombre. Si cette bande est de couleur rouge, lesecond chiffre est nouveau un 2, sielle est violette, cest un 7, etc.

1 10 100 1 k 10 k 100 k 1 M1,2 12 120 1,2 k 12 k 120 k 1,2 M1,5 15 150 1,5 k 15 k 150 k 1,5 M1,8 18 180 1,8 k 18 k 180 k 1,8 M2,2 22 220 2,2 k 22 k 220 k 2,2 M3,3 33 330 3,3 k 33 k 330 k 3,3 M3,9 39 390 3,9 k 39 k 390 k 3,9 M4,7 47 470 4,7 k 47 k 470 k 4,7 M5,6 56 560 5,6 k 56 k 560 k 5,6 M6,8 68 680 6,8 k 68 k 680 k 6,8 M8,2 82 820 8,2 k 82 k 820 k 8,2 M

Tableau 6

Couleurs 1re 2me 3me 4menoir = 0 = =marron 1 1 0 =rouge 2 2 00 =orange 3 3 000 =jaune 4 4 0 000 =vert 5 5 00 000 =bleu 6 6 000 000 =violet 7 7 = =gris 8 8 = =blanc 9 9 = =or = = divise par 10 tolr. 5 %argent = = divise par 100 tolr. 10 %

Tableau 8

L E C O U R S


1,0 10

1,2 12

1,5 15

1,8 18

2,2 22

2,7 27

3,3 33

3,9 39

4,7 47

5,6 56

6,8 68

8,2 82

100 1 k 10 k 100 k 1 M

120 1,2 k 12 k 120 k 1,2 M

150 1,5 k 15 k 150 k 1,5 M

180 1,8 k 18 k 180 k 1,8 M

220 2,2 k 22 k 220 k 2,2 M

270 2,7 k 27 k 270 k 2,7 M

330 3,3 k 33 k 330 k 3,3 M

390 3,9 k 39 k 390 k 3,9 M

470 4,7 k 47 k 470 k 4,7 M

560 5,6 k 56 k 560 k 5,6 M

680 6,8 k 68 k 680 k 6,8 M

8,2 M820 8,2 k 82 k 820 k

Tableau 7 LES COULEURS QUE VOUS TROUVEREZ SUR LES RSISTANCES

Fig. 46 : Dans ce tableau nous reportons les 4 couleurs prsentes sur les rsistances. Si la 3me bande est de couleur or , la valeur des deux premiers chiffres doit tre divise par 10.

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bande de couleur violette, grise oublanche.Si la troisime bande apparat de cou-leur noire, souvenez-vous que cela nesignifie rien.Par exemple, une rsistance de 56ohms a sur son corps, ces couleurs :vert (5) - bleu (6) - noir (=).

Comment lirele code des couleurs

Un autre problme que rencontrent lesdbutants, cest de comprendre de quelct du corps on doit commencer lirela valeur de la rsistance, cest--direpar quelle couleur commencer.

En considrant que la quatrime bandeest toujours de couleur or ou argent(voir tableau 8), la couleur par laquellecommencer sera toujours celle du ctoppos.

Supposons cependant que sur unersistance cette quatrime bande sesoit efface ou que lon confonde lerouge et lorange ou bien le vert et lebleu.Dans ces cas-l, vous devez toujoursvous souvenir que le nombre que vousobtiendrez doit correspondre lunedes valeurs standards reportes dansle tableau 6.

Petit test

F = 1 - 0 - le troisime chiffre est unebande or qui divise par 10, la rsis-tance sera de 10 : 10 = 1 avec unetolrance de 5 %.

G = 4 - 7 - 0 000 soit 470 000 ou470 k, tolrance 10 %.

Rsistance en fil

La valeur des rsistances en fil, qui onttoujours de basses valeurs ohmiques,est imprime sur leur corps avec deschiffres (voir figure 47).

Donc, si sur le corps apparat 0,12 ou 1,2 ou bien 10 , il sagit de lavaleur ohmique exacte de la rsistance.

Considrez toutefois que si devant lenombre se trouve la lettre R, celle-cidoit tre remplace par zro (0), tan-dis que si le R est plac entre deuxnombres, il doit tre remplac par unevirgule (,).

Si sur le corps apparat R01 ou R12 ouR1 ou encore R10, vous devez rem-placer le R avec le chiffre 0, cest pour-quoi la valeur de ces rsistances estde 0,01 , 0,12 , et 0,10 .

Note : 0,1 = 0,10 .

Si au contraire la lettre R est placeentre deux nombres, par exemple 1R2ou 4R7 ou bien 2R5, vous devez la rem-placer par une virgule (,).

Par consquent la valeur de ces rsis-tances est de 1,2 , 4,7 , et 2,5 .

Rsistances en srieou parallle

En reliant deux rsistances en srie,la valeur ohmique de R1 sadditionne la valeur de R2.

Par exemple, si R1 a une valeur de1 200 et R2 de 1 500 , nousobtiendrons une rsistance quivalenteRe de la valeur suivante :

Re = R1 + R2

1 200 + 1 500 = 2 700 ou 2,7 k

En reliant deux rsistances en paral-lle, la valeur ohmique totale sera inf-rieure la valeur ohmique de la rsis-tance la plus petite.

Donc si R1 est de 1 200 et R2 de1 500 , nous obtiendrons une valeurinfrieure 1 200 .

La formule, pour connatre la valeur dela rsistance quivalente Re que lonobtient en reliant en parallle deuxrsistances, est la suivante :

Re = (R1 x R2) : (R1 + R2)

Dans notre cas nous aurons une rsis-tance de :

(1 200 x 1 500) : (1 200 + 1 500) =666,66

Pour comprendre la diffrence entreun branchement en srie et un bran-chement en parallle, regardez lesexemples des figures 48 et 49.

Entranez-vous lire la valeur ohmiquede ces rsistances, puis comparez vosrponses avec celles qui suivent.

SolutionA = 2 - 2 - 000 soit 22 000 ou 22k, tolrance 5 %.

B = une rsistance ne peut jamais avoirla 1re bande de couleur argent, vousdevrez donc la retourner pour connatresa valeur :4 - 7 - 00 soit 4 700 ou 4,7 k, tol-rance 10 %.

C = 1 - 0 - troisime bande noir doncrien soit 10 , tolrance 5 %.

D = 8 - 2 - 0 soit 820 tolrance 10 %.

E = 3 - 3 - 00 000 soit 3 300 000 ou 3,3 M, tolrance 5 %.

A= rouge rouge orange orB= argent rouge violet jauneC= marron noir noir orD= gris rouge marron argentE= orange orange vert orF= marron noir or orG= jaune violet jaune argent

RSISTANCESen SRIE

ohm = R1 + R2

R1 R2

RSISTANCESen PARALLLE

R1

R2

ohm = R1 x R2R1 + R2

5W 10 J

5W 1,2 J

3W R01

3W 4R7

Fig. 47 :Sur les rsistances de puissance,vous devez faire trs attention

la lettre R. Si elle se trouvedevant un nombre, par exempleR1, vous lirez 0,1 , si elle est

entre deux nombres, par exemple1R2, vous devrez lire 1,2 .

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Fig. 48 : On peut comparer deux rsistances relies en srie deux robinets placs lun aprs lautre.

Dans ces conditions, le flux de leau est dtermin par lerobinet le plus ferm donc qui prsente la plus forte

rsistance leau.

Fig. 49 : On peut comparer deux rsistances relies en parallle deux robinets placs comme sur le dessin.

Dans ces conditions, le flux de leau dun robinetsadditionne celui de lautre.

Trimmers

Quand dans un circuit lectronique ona besoin dune rsistance capable defournir de faon graduelle une valeurohmique variant de 0 ohm une valeurmaximum donne, on doit utiliser uncomposant appel trimmer ou rsis-tance ajustable.Ce composant est reprsent dans lesschmas lectriques avec le mmesymbole quune rsistance, auquel onajoute une flche centrale, appele cur-seur (voir figure 50).Quand vous voyez ce symbole, sachezque la valeur ohmique de la rsistancepeut varier dun minimum un maxi-mum en tournant simplement son cur-seur dune extrmit lautre.

Un trimmer de 1 000 ohms peut trergl de faon obtenir une valeur de0,5, 1, 2, 3, 10 ou de 240,3 ,536,8 , 910,5 , 999,9 , jusquarriver un maximum de 1 000 .Avec un trimmer de 47 k, nous pour-rons obtenir nimpor te quelle valeurohmique comprise entre 0 et 47 k.

Les trimmers, gnralement fabriqusau Japon, Tawan, en Core ou Hong

Kong, portent un code trs simple : ledernier chiffre du sigle est remplacpar un nombre qui indique combien dezros il faut ajouter aux deux premierschiffres.

1 ajouter 02 ajouter 003 ajouter 0004 ajouter 00005 ajouter 00000

Donc, si sur le corps du trimmer il estcrit 151 la valeur ohmique exacte estde 150 .

Sil est crit 152, aprs le nombre 15,on doit ajouter deux zros, ainsi lavaleur ohmique exacte est de 1 500 ou 1,5 k. Sil est crit 223, aprs lenombre 22, on doit ajouter trois zros,ainsi la valeur ohmique exacte est de22 000 ou 22 k.

Fig. 50 : Le symbole graphique utilis dans les schmas lectriques pourreprsenter nimporte quel trimmer ou potentiomtre est identique celui dune

quelconque rsistance avec, en plus, une flche .

SYMBOLEGRAPHIQUE

CURSEUR

100

10 101

100 220

220 472

4,7 k103

10 k473

47 k224

220 k

Fig. 51 : Sur presque tous les trimmers, la valeur ohmique est indique par 3 chiffres. Les deux premiers sont significatifs,tandis que le troisime indique combien de zro il faut ajouter aux deux premiers. Si 100 est inscrit sur le corps, la valeurdu trimmer est de 10 . Sil est marqu 101, la valeur du trimmer est de 100 , sil est marqu 472, la valeur est 4,7 k.

Fig. 52 : On peut trouver des trimmers de formes et de dimensions diffrentes, avec des sorties disposes de faon pouvoir les monter sur un circuit imprim la verticale ou lhorizontale.

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Potentiomtres

Les potentiomtres ont la mme fonc-tion que les trimmers. Ils ne se diff-rencient de ceux-ci que par leur curseurreli un axe sur lequel il est possiblede fixer un bouton (voir figure 53).

Dans toutes les radios, les amplifica-teurs ou les enregistreurs sont prsentsdes potentiomtres pour rgler levolume du son, ainsi que les tons hautset les tons bas.

Les potentiomtres, rotatifs ou glis-sire (voir figure 54), peuvent trelinaires ou logarithmiques.

Les potentiomtres linaires prsen-tent la caractristique de voir leurrsistance ohmique varier de faonlinaire, tandis que les potentiomtres

on trouvera dun ct 9 k et de lautre1 k (voir figure 57).Si on tourne le potentiomtre de 3/4de tour, sa valeur ohmique sera alorsde 3,5 k dun ct, et de 6,5 k delautre (voir figure 58).

Les potentiomtres logarithmiques sontutiliss pour le contrle du volume, defaon pouvoir augmenter lintensitdu son de manire logarithmique. Eneffet, notre oreille ne peroit un dou-blement du volume sonore que si onquadruple la puissance du son.

logarithmiques varieront de faon nonlinaire.

Si on tourne le bouton dun potentio-mtre linaire de 10 k dun demi-touret que lon mesure la valeur ohmiqueentre la broche centrale et chacune desbroches droite et gauche, on dcou-vrira que les valeurs mesures sontexactement la moiti de la valeur totale,cest--dire 5 k (voir figure 56).

Si on fait de mme avec un potentio-mtre logarithmique de mme valeur,

SIMPLE

DOUBLE

Fig. 53 : Comme vous le voyez sur ledessin, les potentiomtres peuvent

tre simples ou doubles.

Fig.54 : Sur cette photo vous pouvez voir les diffrentes formes depotentiomtres glissire et rotatifs. Les potentiomtres peuvent tre de type

linaire ou logarithmique .

POWER

ONOFF

POWER

LOHI

OHM

100020020

2200m

750 20020

2200m

200

2m20m

200m

10A

22

200m20m10A

2m200200Hi

2K

20K

200K

2M

20M

V V

A

A

10 A

V - A -

COM

LINAIRE

Fig. 55 : En tournant mi-course laxe dun potentiomtre linaire , la rsistance ohmique entre la sortie centrale

et les deux sorties des extrmits, est exactement lamoiti de la valeur totale. Donc, pour un potentiomtre de

10 k on mesurera entre la sortie centrale et chaqueextrmit 5 000 .

POWER

ONOFF

POWER

LOHI

OHM

100020020

2200m

750 20020

2200m

200

2m20m

200m

10A

22

200m20m10A

2m200200Hi

2K

20K

200K

2M

20M

V V

A

A

10 A

V - A -

COM

LINAIRE

Fig. 56 :Si on tourne laxe dun potentiomtre linaire de 10 kde trois-quarts de tour, entre la sortie centrale et celle dedroite, on relvera une valeur de 7 500 et entre la sortie

centrale et celle de gauche, une valeurde 2 500 .

L E C O U R S


Fig. 59 : Les photorsistancespeuvent avoir un corps de forme

rectangulaire ou circulaire.

Photorsistances

Les photorsistances sont des com-posants photosensibles dont la valeurohmique varie en fonction de linten-sit de lumire quils reoivent.

Une photorsistance mesure danslobscurit a une valeur denviron 1mgohm. Si elle reoit un peu delumire sa valeur descendra immdia-tement aux environs de 400 k. Si lin-

tensit de la lumire augmente, savaleur descendra vers les 80 k. Sielle reoit une lumire forte, sa rsis-tance descendra jusqu quelquesdizaines dohms (voir figure 60).

Les photorsistances sont utilisespour la ralisation dautomatismescapables de fonctionner en prsencedune source lumineuse.Prenons lexemple de nombreux ascen-seurs. Dans un des montants de porte

POWER

ONOFF

POWER

LOHI

OHM

100020020

2200m

750 20020

2200m

200

2m20m

200m

10A

22

200m20m10A

2m200200Hi

2K

20K

200K

2M

20M

V V

A

A

10 A

V - A -

COM

LOGARITHMIQUE

Fig. 57 : En tournant mi-course laxe dun potentiomtre logarithmique , la rsistance ohmique entre la sortie

centrale et les deux extrmits NEST PAS exactement lamoiti. On relvera donc 9 000 dun ct et 1 000 de

lautre.

POWER

ONOFF

POWER

LOHI

OHM

100020020

2200m

750 20020

2200m

200

2m20m

200m

10A

22

200m20m10A

2m200200Hi

2K

20K

200K

2M

20M

V V

A

A

10 A

V - A -

COM

POWER

ONOFF

POWER

LOHI

OHM

100020020

2200m

750 20020

2200m

200

2m20m

200m

10A

22

200m20m10A

2m200200Hi

2K

20K

200K

2M

20M

V V

A

A

10 A

V - A -

COM

POWER

ONOFF

POWER

LOHI

OHM

100020020

2200m

750 20020

2200m

200

2m20m

200m

10A

22

200m20m10A

2m200200Hi

2K

20K

200K

2M

20M

V V

A

A

10 A

V - A -

COM

Fig. 60 : Si on mesure la rsistance dune photorsistance place dans lobscurit, on relvera une valeur denviron 1 M.Si son corps reoit un peu de lumire, sa rsistance descendra aux environs de 80 k et si elle reoit encore plus de

lumire, sa rsistance descendra en dessous de 100 .

POWER

ONOFF

POWER

LOHI

OHM

100020020

2200m

750 20020

2200m

200

2m20m

200m

10A

22

200m20m10A

2m200200Hi

2K

20K

200K

2M

20M

V V

A

A

10 A

V - A -

COM

LOGARITHMIQUE

Fig. 58 : Si on tourne laxe dun potentiomtre logarithmique de 10 k de trois-quarts de tour, on

relvera entre la sortie centrale et celle de gauche unevaleur de 3 500 et entre la sortie centrale et celle de

droite, une valeur de 6 500 .

L E C O U R S


se trouve une photorsistance et, dansle montant oppos, dans le mme axe,une ampoule est positionne de faon illuminer la partie sensible de cettephotorsistance.

Lorsquun usager monte dans las-censeur, son corps interrompt lefaisceau de lumire qui frappe la pho-torsistance interdisant ainsi le fonc-tionnement de la commande de fer-meture de la porte. Sans connatre leprincipe que nous venons de dcrire,vous avez cer tainement dj mis lamain sur cette photorsistance afin demaintenir la por te de lascenseurouverte pour attendre un retardataire !

De mme, pour allumer les ampoulesdun lampadaire quand la nuit tombe,on utilise une photorsistance relie un circuit commandant un relais.

Note :Nessayez pas de relier directement ensrie une photorsistance et uneampoule en esprant quelle sallumeraen clairant la photorsistance avecune forte lumire.La photorsistance nest pas capablede supporter le courant ncessaire alimenter le filament de lampoule etle rsultat sera dsastreux !Dans les prochaines leons nous vousapprendrons raliser un circuitcapable dallumer une ampoule auchangement dintensit lumineuse sansrisque de transformer lensemble enchaleur et en lumire !

2me exercice

Mme si les exercices que nous vousproposerons au cours de nos leonspeuvent vous sembler lmentaires,ils vous seront trs utiles car ils vousaideront mmoriser des conceptsthoriques habituellement difficiles retenir.

Avec cet exercice vous pouvez voir com-ment il est possible de rduire le fluxdes lectrons laide dune rsistance,et par consquent, comment rduire lavaleur dune tension.Dans un magasin vendant du matriellectrique ou plus simplement dansvotre grande surface habituelle, ache-tez une pile de 4,5 volts et uneampoule de mme voltage ou bienalors, une de ces ampoules de 6 voltsutilises dans les feux des bicyclettes.Commencez par relier directement lam-poule aux bornes de la pile et obser-vez la lumire quelle met.Maintenant, si vous reliez une seulersistance de 10 1 watt en srie

avec lampoule (voir figure 61), vouspouvez tout de suite constater com-ment sa luminosit se rduit.En effet, cette rsistance, en freinantle flux des lectrons, a rduit la valeurde la tension qui alimente lampoule.Si vous reliez en parallle sur la pre-mire rsistance une seconde rsis-tance de 10 1 watt (voir figure 62),la luminosit augmente car vous avezdoubl le flux des lectrons.

En effet, deux rsistances de 10 ohmsrelies en parallle donnent une valeurtotale de :

R totale = (R1 x R2) : (R1 + R2)

(10 x 10) : (10 + 10) = 5

Si vous reliez ces deux rsistances ensrie (voir figure 63), vous obtiendrezune luminosit moindre par rapport

la situation prcdente, parce que vousavez doubl la valeur ohmique de larsistance en rduisant ainsi le fluxdes lectrons.

En ef fet, deux rsistances de 10 relies en srie, donnent une valeurtotale de :

R totale = R1 + R2

10 + 10 = 20

En doublant la valeur ohmique, vousavez rduit de moiti le flux des lec-trons et donc rduit la tension aux extr-mits de lampoule.

Symboles graphiques

Dans les pages qui suivent, vous trou-verez la majeure partie des symbolesgraphiques utiliss dans les schmaslectriques, quelques carts prs. Lesabrviations ne sont donnes qu titreindicatif et peuvent varier dun schmaou dun constructeur lautre.

4,5 V

Fig. 61 : Relions dabord uneampoule directement aux sortiesdune pile. Puis relions, en srie

avec lampoule, une rsistance de10 1 watt. Nous verrons diminuerla luminosit car la rsistance rduit

le flux des lectrons.

4,5 V

Fig. 62 : Si nous relions en parallledeux rsistances de 10 , nous

verrons augmenter la luminosit delampoule parce que nous auronsdoubl le flux des lectrons par

rapport lexprience prcdente.

4,5 V

Fig. 63 : Si nous relions en sriedeux rsistances de 10 ohms, nous

observerons une diminutionimportante de la luminosit de

lampoule car nous aurons rduit demoiti le flux des lectrons par

rapport la premire exprience.

L E C O U R S


SYMBOLE ABR. DESCRIPTION COMMENT ILS SE PRSENTENT

R

RouP

TRIMMER ouRSISTANCEAJUSTABLE

Pou

POT.POTENTIOMTRE

PR PHOTORSISTANCE

CCONDENSATEURCRAMIQUE ou POLYESTER

CV CONDENSATEURVARIABLE

C CONDENSATEURCHIMIQUE

D DIODE SILICIUM

DZ DIODE ZENER

V DIODE VARICAP

LED DIODE LED

PD PHOTODIODE

T TRANSISTOR NPN

TouFET

RSISTANCE

RSISTANCE

L E C O U R S


TH

TRou

TRIACTRIAC

DISP. AFFICHEUR

F FUSIBLE

S INTERRUPTEUR

S INVERSEUR

BP BOUTON POUSSOIR

S INTERRUPTEURDOUBLE

S INVERSEURDOUBLE

S COMMUTATEURROTATIF

PONT PONT DE DIODES

TouTR

TRANSFORMATEUR

THYRISTOR


L E C O U R S



RL

RL RELAIS 2 CIRCUITS

L BOBINE ou SELF

CHou

CHOCSELF DE CHOC

MFouTR

MOYENNE FRQUENCE

QZou

XTALQUARTZ

FouFC

FILTRE CRAMIQUE

BAT. BATTERIE ou PILE

LouLI

LAMPE ou AMPOULE INCANDESCENCE

LouN

AMPOULE NON

MIC. MICROPHONE

BZ BUZZER

EC. CASQUE ou COUTEUR

HP HAUT-PARLEUR

RELAIS 1 CIRCUIT

L E C O U R S


Les condensateurs ont une valeur qui est exprime en picofarad,nanofarad et microfarad. Cette valeur est souvent indique sur lecorps du condensateur dune faon difficile dchiffrer. Pour vousfaciliter la lecture, vous trouverez, dans cette troisime leon, deuxtableaux trs utiles qui donnent la correspondance entre les mar-quages des condensateurs et leur correspondance en valeur exacte.

Pour convertir une valeur de condensateur entre les diffrents sous-multiples on utilise les formules suivantes :

picofarad = nanofarad : 1 000nanofarad = picofarad x 1 000

picofarad = microfarad : 1000 000microfarad = picofarad x 1000 000

Pour viter toute sorte de confusion, nous avons complt cettetable avec le tableau 9. En faisant rfrence aux exemples reportssur ce tableau, vous remarquerez que pour convertir 0,47 nanofa-rad en picofarad, il suffit de multiplier par 1000, on obtient ainsi :

0,47 x 1 000 = 470 picofarads.

Par consquent, 470 picofarads seront gaux :470 : 1000 = 0,47 nanofarad.

LE CONDENSATEURunit de mesurele FARADEn fait, si lunit de mesure duncondensateur est bien le farad, cetteunit est trop grande et lon utilise prin-cipalement les sous-multiples pico,nano et microfarad.

Physiquement, un condensateur secompose de deux lamelles mtalliquesspares par un lment isolant enpapier, plastique, mica, cramique,oxyde de tantale ou, tout simplement,de lair.

Si nous relions un condensateur auxbroches dune pile fournissant une ten-sion continue, les lectrons ngatifs sedplacent rapidement vers la lamelle Apour essayer de rejoindre le ple posi-tif. Mais, comme vous pouvez limagi-ner, ils ny parviendront pas car les deuxlamelles sont isoles (voir figure 64).

En dconnectant le condensateur dela pile, les deux lamelles resteront char-ges, cest--dire que les lectrons(ngatifs) resteront sur la lamelle A tantque le circuit restera ouvert.

Si nous relions un condensateur ungnrateur de tension alternative, nousobtenons un flux normal dlectrons,qui se dplacent dune lamelle vers

LEO

N N3

ApprApprendrendree


lautre comme si llment isolantnexistait pas.

En pratique, le flux dlectrons nescoule pas comme dans un conduc-teur normal, mais il trouve une rsis-tance proportionnelle la capacit ducondensateur et la frquence de latension alternative fournie par le gn-rateur.

Plus la capacit du condensateur et lafrquence de la tension sont impor-tantes, plus le nombre dlectrons quipasse dune lamelle vers lautre estimportant.

En regardant les figures 65, 66 et 67,vous pouvez mieux comprendre com-ment la tension alternative peut setransmettre dune lamelle lautre.

A

BPILE

Figure 64 : En appliquant une tension continue aux bornesdun condensateur, les lectrons ngatifs se dplacent versla lamelle A mais ils ne pourront pas rejoindre la lamelle Bcar elle est isole.

A

BAC

Figure 65 : En appliquant une tension alternative aux bornesdun condensateur, les lectrons ngatifs saccumulent surla lamelle A mais ils ne pourront pas rejoindre la lamelle B.

L E C O U R S


En supposant quau dpar t le cbleconnect la lamelle A ait une polaritngative, les lectrons se dplacerontvers cette lamelle sans pouvoir fran-chir lisolant (voir figure 65).

Puisque la tension alternative voit sapolarit sinverser sur le mme cble,au rythme de sa frquence, lalter-nance suivante, celui-ci aura une pola-rit positive et les lectrons de lalamelle A repartiront dans la directionoppose. En mme temps, sur lautrecble, reli la lamelle B, la tensionpassera la polarit ngative et, pourla mme raison, les lectrons se diri-geront vers la lamelle B mais, cettefois, le flux dlectron parviendra scouler (voir figure 66).

Au nouveau changement de polarit, leflux dlectrons se dplacera dans ladirection oppose, etc. (voir figure 67).

Codedes condensateurs

La capacit dun condensateur est indi-que sur son corps avec un sigle quinest pas toujours facile interprter.

Chaque fabricant utilisant une mthodediffrente pour indiquer les valeurs deses condensateurs, nous avons essaydans les tableaux 11 et 12 de vousdonner les correspondances.

En recherchant dans ces tableaux lesigle inscrit sur votre condensateur,vous pourrez connatre rapidement savaleur, exprime en picofarad.

Code amricain

Les valeurs de capacit comprisesentre 1 pF et 8,2 pF sont indiques surle corps du condensateur avec un point(.) remplaant la virgule (,). Il suffit deremplacer le point (.) par une virgule(,). Par exemple, 1.2 sera lu 1,2 pico-farad.

470 picofarads correspondent :470 : 1 000 = 0,47 nanofarads

0,1 microfarads correspondent :0,1 x 1 000 000 = 100 000 picofarads

EXEMPLE

TABLEAU 9 CONVERSION Capacits

= picofaradnF = nanofaradF = microfarad

pF

SYMBOLEGRAPHIQUE

nanofaradnanofarad

microfaradmicrofarad

picofaradpicofarad

1 0001 000

1 0001 000 000

1 0001 000 000

:x

xx

::

microfaradpicofarad

nanofaradpicofarad

nanofaradmicrofarad

Note : Pour diffrentes raisons, la lettre grecque est quelquefois remplace par la lettre m ou la lettre u . Lorsque dans un schma ou dans une liste de composants vous trouverez le sigle mF ou uF, vous pourrez traduire par microfarad (F).

Lunit de mesure de la capacit des condensa-teurs est le farad mais, tant donn quil nexiste pas de condensateur ayant une telle capacit, seuls ses sous-multiples sont utiliss.

A

BAC

Figure 66 : Quand la tension alternative inverse sa polarit,les lectrons de la lamelle A se dplacent dans la directionoppose tandis que la lamelle B sera charge dlectronsngatifs.

A

BAC

Figure 67 : Quand la tension alternative inversera nouveausa polarit, les lectrons de la lamelle B partiront dans ladirection oppose tandis que la lamelle A sera nouveaucharge dlectrons ngatifs.

Figure 68 : Bien que les formes des condensateurs polyesters puissent tre trsvaries, la pellicule isolante place entre leurs lamelles est toujours composedune matire en plastique.

Figure 69 :Les condensateurs cramiques possdent une pellicule isolante en cramique.

L E C O U R S


nanofarad. Par exemple, les valeurs10n, 56n ou 100n doivent tre lues 10,56 et 100 nanofarad, soit 10 000,15000 et 100000 picofarads.Pour les valeurs de capacit comprisesentre 1000 et 8200 pF, les fabricantsallemands prfrent utiliser lunit demesure microfarad en positionnant lalettre u ou la lettre m devant lechiffre : u0012, u01, u1 ou u82 doi-vent tre lus 0,0012, 0,01, 0,1 et 0,82microfarad.

Code asiatique

Les valeurs de capacit comprisesentre 1 pF et 82 pF sont indiquessans le sigle pF .Dans celles comprises entre 100 pF et820 pF, le dernier 0 (zro) est remplacpar le nombre 1 pour indiquer quilfaut insrer un 0 aprs les deux pre-miers chiffres.Dans les valeurs de 1 000 pF 8200pF, les deux derniers 0 sont rem-placs par le nombre 2 .Dans les capacits de 10 000 pF 82 000 pF, les trois derniers 0 sontremplacs par le nombre 3 .Dans les capacits de 100 000 pF 820000 pF, les quatre derniers 0 sontremplacs par le nombre 4 . Parexemple, les valeurs 101, 152, 123,et 104, doivent tre lues respective-ment 100 pF, 1 500 pF, 12 000 pF et100000 pF.

Les valeurs comprises entre 10 pF et820 pF, sont indiques sans le sigle pF .Celles comprises entre 1 000 pF et820000 pF sont exprimes en micro-farad, grce lutilisation dun point (.) la place du 0, lorsquil sagit dunevaleur infrieure 1. Par exemple, silest inscrit .0012, .01 ou .82 sur lecorps du condensateur, vous devez lire0,0012 microfarad, 0,01 microfaradou 0,82 microfarad.

Code europen

Les valeurs de capacit comprisesentre 1 pF et 8,2 pF sont indiques surle corps du condensateur avec un p remplaant la virgule. Par exemple,1p0, 1p5 et 2p7 doivent tre lus 1,0,1,5 et 2,7 picofarads.

Les valeurs comprises entre 10 pF et82 pF sont indiques sans le sigle pF .Les capacits comprises entre 100 pFet 820 pF sont exprimes en nanofa-rad et indiques avec la lettre n . Parexemple, si les valeurs n15, n22 oun56 apparaissent sur le corps ducondensateur, vous devez lire 0,15,0,22 ou 0,56 nanofarad.Dans les valeurs de capacit comprisesentre 1 000 pF et 8200, la virgule estremplace par la lettre n , qui suitle nombre.Par exemple, 1n, 1n2, 3n3 ou 6n8 doi-vent tre lus 1,0, 1,2, 3,3 et 6,8 nano-farads et seront quivalents 1000,1200, 3 300 et 6800 picofarads.Enfin, dans les valeurs de capacit com-prises entre 10000 pF et 820000 pF,la lettre n positionne aprs le chiffreindique que lunit de mesure est le

Tableau 10 : Valeurs standards des condensateurs.

1,0 pF 10 pF 100 pF 1 nF 10 nF 100 nF 1 F1,2 pF 12 pF 120 pF 1,2 nF 12 nF 120 nF 1,2 F1,5 pF 15 pF 150 pF 1,5 nF 15 nF 150 nF 1,5 F1,8 pF 18 pF 180 pF 1,8 nF 18 nF 180 nF 1,8 F2,2 pF 22 pF 220 pF 2,2 nF 22 nF 220 nF 2,2 F2,7 pF 27 pF 270 pF 2,7 nF 27 nF 270 nF 2,7 F3,3 pF 33 pF 330 pF 3,3 nF 33 nF 330 nF 3,3 F3,9 pF 39 pF 390 pF 3,9 nF 39 nF 390 nF 3,9 F4,7 pF 47 pF 470 pF 4,7 nF 47 nF 470 nF 4,7 F5,6 pF 56 pF 560 pF 5,6 nF 56 nF 560 nF 5,6 F6,8 pF 68 pF 680 pF 6,8 nF 68 nF 680 nF 6,8 F8,2 pF 82 pF 820 pF 8,2 nF 82 nF 820 nF 8,2 F

1n2 K 400 1n2 K 600

Figure 70 : Le sigle 1n2 indique que ces deuxcondensateurs ont une capacit de 1200 pF (voir figure 84).La lettre K indique une tolrance de 10 % tandis queles nombres 400 et 600 indiquent les tensions maximalesde travail en volt.

A B

Figure 72 : Lpaisseur de la pelliculeisolante, place entre les deux lamelles Aet B, dtermine la tension maximale detravail. Plus le nombre de lamellesprsentes dans le condensateur est grand,plus la capacit est importante.

104 M 250104 M 100

Figure 71 : Le nombre 104 indique que ces condensateursont une capacit de 100 000 pF (voir figure 84). La lettre M indique une tolrance de 20 % tandis que lesnombres 100 et 250 indiquent les tensions maximales detravail.

Figure 73 : Vue interne de deux condensateurs polyesters.

L E C O U R S


Note importante

Les lettres M K J peuvent apparatresur le corps du condensateur, suiviesdun chiffre. Par exemple :

104 M 100 104 K 100

Ces lettres nexpriment pas lunit demesure mais elles sont utilises pourindiquer la tolrance.

M = tolrance infrieure 20 %K = tolrance infrieure 10 %J = tolrance infrieure 5 %

Le nombre qui suit ces lettres, indiquela valeur de la tension maximale appli-cable aux bornes du condensateur. Lenombre 100 indiquera donc que la ten-sion continue maximale qui pourra treapplique au condensateur sera gale 100 volts.

Condensateursajustables

Lorsque dans un circuit lectronique ilest prvu de faire varier la valeur duncondensateur, on doit utiliser uncondensateur ajustable (voir figure 74).

La reprsentation graphique de ce com-posant est identique celle duncondensateur fixe sur laquelle a tajoute une flche centrale (voir figure74). Dans certains schmas, la pointede la flche est remplace par un point,la pointe de flche tant rserve, dansce cas, la dsignation dun conden-sateur variable.

La flche indique que la capacit peutvarier en tournant son axe dune extr-mit lautre. Par exemple, un conden-sateur ajustable de 100 picofaradspeut tre rgl de faon obtenir unevaleur comprise entre 3 et 100 pico-farads.

Les condensateurs ajustables peuventavoir une capacit maximale de 200picofarads mais, dans la plupart descas, cette valeur est trs basse et nedpasse que rarement les 10, 20, 30,50 ou 80 picofarads.

CondensateursvariablesPour obtenir une capacit plus impor-tante, il faut augmenter la taille deslames du condensateur. Dans la figure75, vous pouvez voir un ancien modlede condensateur variable dont lesdimensions taient trs importantes.Aujourdhui, ces condensateursvariables ne sont plus gure utilissque dans des applications o les cou-rants sont trs importants comme enamplification haute frquence lampes.Dans les applications o les courants

sont faibles, ils sont remplacs par desdiodes varicap (diodes capacitvariable), de dimensions microsco-piques.

CondensateurslectrolytiquesDans la plupart des circuits lectro-niques, outre les condensateurs nonpolariss, vous trouverez galementdes condensateurs lectrolytiques pola-riss, reprable leur symbole + (voir figure 78).

Les condensateurs lectrolytiques sediffrencient des autres condensateurspar la matire isolante qui les composeet par la capacit maximale quil estpossible dobtenir.

Dans les condensateurs polyesters, leslamelles sont spares par de petitespellicules isolantes en plastique et leurvaleur ne dpasse jamais 2 microfa-rads. Dans les condensateurs lectro-lytiques, on utilise de petites pelliculesisolantes poreuses imbibes dun

Figure 76 : Plusieurs condensateurs lectrolytiques utiliss en lectronique.

Figure 74 : Symbole graphique duncondensateur ajustable. La flchecentrale indique que la capacit estvariable.

Figure 75 : Un condensateur variable.

Figure 77 : Dans un condensateur lectrolytique, il y a toujours une sortie positiveet une sortie ngative. Le ngatif est normalement indiqu sur le corps ducondensateur, tandis que le positif se distingue par une patte plus longue (voirfigure 78).

L E C O U R S


liquide lectrolytique. On obtient decette faon des valeurs de capacittrs leves (10, 33, 100, 470, 2200,4 700, 10 000 microfarads), tout engardant de petites dimensions.

Le seul inconvnient des condensa-teurs lectrolytiques est quils sontpolariss. Cest pour cette raison queleurs sor ties sont marques par lessignes + et - , tout comme lespiles.

Lors du montage de ces condensateurssur un circuit lectrique, vous devezveiller bien respecter leur polarit. Sivous inversez le sens de montage, lecondensateur risque dtre endommaget, si la tension est trs leve, il peutmme exploser.

La tension de travail est indique enclair sur tous les condensateurs lec-trolytiques. Il ne faut jamais dpassercette valeur car les lectrons pourraientper forer la pellicule isolante placeentre les lamelles et comme nousvenons de le dire, endommager lecondensateur ou provoquer son explo-sion.

On trouve dans le commerce descondensateurs ayant des tensions detravail de 10, 16, 20, 25, 35, 63, 100,250, 400 volts.

Un condensateur de 100 volts peut treutilis dans tous les circuits alimentspar une tension ne dpassant pas100volts.

Condensateuren srieou en parallle

En reliant deux condensateurs en srie(voir figure 79), la valeur de la capacitglobale sera infrieure celle ducondensateur ayant la capacit la plusfaible.

Par exemple, si C1 a une valeur de8 200 picofarads et C2 une valeur de5 600 picofarads, la capacit globalequon obtiendra en reliant en srie cesdeux condensateurs sera infrieure 5600 picofarads.

Pour connatre la valeur exacte, utili-sez la formule suivante :

Picofarad = (C1 x C2) : (C1 + C2)

Dans notre cas, la capacit globalesera gale :

(8200 x 5 600) : (8 200 + 5600) =3327 pF

En reliant les deux mmes condensa-teurs en parallle, la capacit globalesera gale :

Picofarad = C1 + C2

Cest--dire :

8200 + 5600 = 13 800 pF

Pour relier en srie deux condensateurslectrolytiques, il faut relier le ngatifdu premier au positif du second (voirfigure 80). Cet assemblage quivaudra laugmentation de la distance entre

les pellicules isolantes : la capacit ducondensateur se rduit, tandis que latension de travail augmente.

Si on relie en srie deux condensateursde 47 microfarads ayant une tensionde travail de 100 volts, on obtiendraune capacit globale de 23,5 microfa-rads et une tension de travail de200volts.

Si lon relie en parallle deux conden-sateurs lectrolytiques, la sortie posi-tive du premier doit tre relie lasortie positive du second. De mmepour leurs sorties ngatives (voir figure82).

Cet assemblage quivaudra laug-mentation de la distance entre leslamelles, sans que la distance entreles pellicules isolantes naugmente.

La capacit globale du condensateuraugmente, tandis que la tension de tra-vail reste inchange.

Figure 78 : Symbole graphique duncondensateur lectrolytique. La lamellepositive est celle de couleur blanche.

C1

C2

Figure 79 : En reliant en srie deuxcondensateurs, la capacit globalesera infrieure celle du condensateurayant la capacit la plus petite.

C1

C2

Figure 81 : En reliant en parallle deuxcondensateurs polyesters ou crami-ques, on obtient une capacit globalegale la somme des deux capacitsde C1 et C2.

C2

C1

Figure 82 : Pour relier en parallle deuxcondensateurs lectrolytiques, il fautque les ples positifs et les plesngatifs soient relis entre eux. Lacapacit globale sera gale lasomme de C1 et C2.

C1

C2

Figure 80 : Pour relier en srie deuxcondensateurs lectrolytiques, lasortie ngative du premier doit trerelie la sortie positive de lautre.

CONDENSATEURSen SERIE

C1 C2

CX = C1 x C2C1 + C2

CONDENSATEURSen PARALLLE

CX = C1 + C2

C1

C2

L E C O U R S


100 pF 101 n10

120 pF 121 n12

150 pF 151 n15

180 pF 181 n18

220 pF 221 n22

270 pF 271 n27

330 pF 331 n33

390 pF 391 n39

470 pF 471 n47

560 pF 561 n56

680 pF 681 n68

820 pF 821 n82

1 pF 1 1p0

1,2 pF 1.2 1p2

1,5 pF 1.5 1p5

1,8 pF 1.8 1p8

2,2 pF 2.2 2p2

2,7 pF 2.7 2p7

3,3 pF 3.3 3p3

3,9 pF 3.9 3p9

4,7 pF 4.7 4p7

5,6 pF 5.6 5p6

6,8 pF 6.8 6p8

8,2 pF 8.2 8p2

10 pF 10

12 pF 12

15 pF 15

18 pF 18

22 pF 22

27 pF 27

33 pF 33

39 pF 39

47 pF 47

56 pF 56

68 pF 68

82 pF 82

TABLEAU 11 condensateurs CRAMIQUESSi on relie en parallle deux conden-sateurs de 47 microfarads ayant unetension de travail de 100 volts, onobtiendra une capacit globale de 94microfarads et une tension de travailde 100 volts.

Tolrances, rsistanceset capacit

Tous les composants lectroniquessont fabriqus avec une tolrance. Lesrsistances au carbone peuvent avoirdes tolrances allant jusqu 5 ou10 %.

Les condensateurs polyesters et cra-miques peuvent atteindre des valeursde tolrance entre 10 % et 20 %.

Les condensateurs lectrolytiques, jus-quau 40 % ou 50 %.

Ces tolrances ne compromettent pasle fonctionnement dun appareil car,pendant la phase dtude du projet, onprvoit toujours une oscillation desvaleurs entre 10 % et 20 %.

Lorsque vous mesurerez une rsistancedont la valeur ohmique dclare par lefabricant est de 10 000 ohms, ellepourra, pour une tolrance de 10 %,avoir une valeur situe entre 9 000ohms et 11000 ohms.

Le phnomne est le mme pour lescondensateurs : une capacit dclarede 15000 picofarads, pourra avoir unevaleur relle situe entre un minimumde 13 500 picofarads et un maximumde 16500 picofarads (voir figures 85,86 et 87).

15 000 ohms 14 250 ohms

15 750 ohms

Figure 85 : Chaque composant a unetolrance. Ne soyez donc pas tonnssi une rsistance de 15 000 ohms aune valeur relle comprise entre14250 ohms et 15750 ohms.

13 500 picofarads

16 500 picofarads

15 000 pF

Figure 86 : Un condensateur de 15000 picofarads ayant unetolrance de 10 % peut, en pratique, prsenter une valeurcomprise entre 13500 picofarads et 16500 picofarads.

29 microfarads

65 microfarads

47 F

Figure 87 : Les condensateurs lectrolytiques ont destolrances comprises entre 40 et 50 %. Cest pourquoi, unecapacit de 47 F peut avoir une valeur relle comprise entre29 F et 65 F.

Figure 83 :

Les capacits indiques sur les corps des condensateurs cramiques peuvent treexprimes en picofarad ou en nanofarad .

Pour faciliter la comprhension, nous avons donn les correspondances en picofarad uniquement.

L E C O U R S


1 000 pF 102 1n 001

1 200 pF 122 1n2 0012

1 500 pF 152 1n5 0015

1 800 pF 182 1n8 0018

2 200 pF 222 2n2 0022

2 700 pF 272 2n7 0027

3 300 pF 332 3n3 0033

3 900 pF 392 3n9 0039

4 700 pF 472 4n7 0047

5 600 pF 562 5n6 0056

6 800 pF 682 6n8 0068

8 200 pF 822 8n2 0082

10 000 pF 103 10n 01

12 000 pF 123 12n 012

15 000 pF 153 15n 015

18 000 pF 183 18n 018

22 000 pF 223 22n 022

27 000 pF 273 27n 027

33 000 pF 333 33n 033

39 000 pF 393 39n 039

47 000 pF 473 47n 047

56 000 pF 563 56n 056

68 000 pF 683 68n 068

82 000 pF 823 82n 082

100 000 pF 104 100n 1

120 000 pF 124 120n 12

150 000 pF 154 150n 15

180 000 pF 184 180n 18

220 000 pF 224 220n 22

270 000 pF 274 270n 27

330 000 pF 334 330n 33

390 000 pF 394 390n 39

470 000 pF 474 470n 47

560 000 pF 564 560n 56

680 000 pF 684 680n 68

820 000 pF 824 820n 82

TABLEAU 12 condensateurs POLYESTERS

Figure 84 :

Sur le corps des condensateurs polyesters, les capacits peuvent tre exprimes en picofarad , nanofarad ou microfarad .

Pour faciliter la comprhension, nous avons donn les correspondances en picofarad uniquement.Les lettres M K J, qui suivent la valeur de la capacit, indiquent la tolrance : M = 20 %, K = 10 %, J = 5 %.

LES DIODES

Les diodes au silicium

Le symbole graphique des diodes ausilicium est illustr sur la figure 88.

Les diodes se prsentent comme depetits cylindres en plastique ou enverre, et ont deux sor ties appelescathode et anode.

La bague, gnralement noire oublanche, prsente sur une des extr-mits de leur corps, indique la positionde la cathode.

Une diode devient conductrice lorsquele ple positif dune tension continueest raccord son anode (voir figure91).Elle ne conduit pas si le ple positif estreli sa cathode (voir figure 92).

A K A K

Figure 88 : Dans les schmaslectriques, la diode est reprsentepar le symbole de gauche. La baguecolore sur le corps de la diode indiquela cathode.

L E C O U R S


Les diodes sont utilises en lectro-nique pour redresser une tension alter-native, cest--dire pour prlever decelle-ci les demi-alternances positivesou ngatives seulement.

Si on applique une tension alternativesur lanode dune diode, on retrouverasur sa cathode les demi-alternancespositives seulement (voir figure 89).A linverse, si la mme tension estapplique sur la cathode de la diode,on ne retrouvera que des demi-alter-nances ngatives sur son anode (voirfigure 90).

Il existe des diodes capables deredresser des tensions de 50 volts,avec un courant de 0,1 ampre maxi-mum, et dautres, capables de redres-ser des tensions de 400 ou 1 000volts, avec des courants suprieurs 10 ampres.

Encore une fois, les sigles indiqus surles corps de ces composants varienten fonction du fabriquant (ex. BAY73,1N4148, 1N4004, 1N4007, etc.). Ilnexiste pas de rgle, comme pour lesrsistances ou les condensateurs, don-nant la valeur dune diode en fonctionde son marquage.

Pour connatre les caractristiques tech-niques dune diode, il est ncessairede disposer de sa fiche technique oudun lexique des caractristiques.

3me exercice

Grce cette exprience, vous pourrezvrifier que la tension traverse la diodeau silicium dans une seule directio

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