pour commencer
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POUR COMMENCER Sur cette page, vous aurez les notions nécessaires pour la suite... Si vous connaissez toutes ces notions, passez ce chapitre. En revanche, si vous ne connaissez absolument rien, alors, bienvenue. Ce chapitre peut vous paraître lourd à digérer. Il l'est. Débuter dans une matière n'est pas chose facile. Imprimez ces pages, lisez -le à tête reposée en essayant de bien comprendre. Faites des pauses quand vous vous apercevez que vous lisez sans comprendre. A la fin de ce chapitre, reposez-vous bien… Avant d'attaquer la suite J La suite correspond à la partie sur le multimètre… Mais nous n'en somme pas encore là… - Qu'est-ce que le courant électrique ? - Qu'est-ce qu'une intensité ? - Qu'est-ce qu'une tension ? - Quels sont les différents type de courant ? - Tension maximale/Tension efficace - Branchement série ou parallèle ? - Pourquoi utiliser des fils de couleurs différentes ? Qu'est-ce que le courant électrique ? Imaginez des voitures sur une route: Elles se déplacent, il y a un flux de voiture. En électricité, le courant c'est aussi un déplacement. Mais ce qui se déplace, ce sont des particules infiniment petites, invisible même avec le plus puissant des microscopes : les électrons. Ces électrons, en se déplaçant, créés le c ourant électrique. Le courant électrique se déplace d'une borne "+" vers une borne "-" Eh bien les électrons, ils font l'inverse: ils se déplacent du "-" vers le "+". Pourquoi ? La plupart des professeurs de physique vous répondront "parce que c'est comme ça" ou, s'ils réfléchissent un peu plus loin, ils vous diront : "Tout simplement parce que, lorsque l'on a découvert le courant électrique, il a fallut décider d'un sens, et on avait une chance sur deux de tomber dans le même sens que les électrons (on ne connaissait pas, à l'époque, les électrons) et bien sûr, on est tombé dans le sens inverse ! RATÉ !" Mais moi, j'ai une autre réponse, qui est très logique et, si on réfléchie bien, ce n'est pas si raté que ça ! En effet, les électrons sont des particules chargées négativement, lorsque l'on représente un électron, on représente une boule avec le signe "-" à l'intérieur. Ces électrons sont donc repoussés du "-" de la pile et attirer vers le "+", tout comme le pôle Sud d'un aimant est repoussé par le pôle Sud d'un autre et attirer par le pôle Nord ! De plus, regardez ci-contre. Imaginez que se sont des billes. Ces billes sont divisées en deux groupes, il y a un trou au centre. Les billes se déplacent de gauche a droite. Que fait le trou ? Il se déplace de droite à gauche. Le sens de déplacement du trou est inverse au sens de déplacement des électrons... Finalement, on est bien tombé ! Le courant à une mesure: L'intensité, son unité est l'ampère (A) On parle aussi, mais c'est autre chose, de la te nsion, qui se mesure en Volt (V) Qu'est-ce que l'intensité ? L'intensité, c'est le débit de courant. Reprenons l'exemple des voitures:: il y en à un certain nombre à la seconde. Admettons que 2 voitures par seconde (2 v/s) sont égales à 1 ampère, alors 4 v/s = 2 A., 6 v/s = 3 A. etc... Pour les électrons, c'est la même chose: 1 Ampère est égal à un certain nombre d'électron par seconde. Combien ? C'est un chiffre énorme: 6,25 x 10 18 électrons. Ecrit en chiffre, cela donne: 6250000000000000000 d'électrons. Bon courage pour la lecture ! (Aller, pour vous aider, j'espace les chiffres par groupe de trois: 6 250 000 000 000 000 000) Donc, si vous avez 6,25x1018 électrons par secondes, vous avez 1 Ampère. Pour prendre une autre comparaison, prenez une rivière: il s'écoule un certain débit. si 1000 gouttes d'eau à la minute donnent 1 ampère, alors, 2000 gouttes d'eau par seconde font 2 ampères etc... Qu'est ce que la tension ? Alors là, il n'y a pas plus simple: une tension, c'est une différence, une différence de potentiel. KÉSKESÉKESA le potentiel ? Le potentiel, c'est un peu comme une hauteur: Imaginez une chute d'eau. L'eau qui est en haut n'a qu'une envie: aller vers le point le plus bas. C'est ce qui créés le courant (ici, c'est un courant d'eau) Si on imagine que le point le plus haut est à 100 mètres, le point le plus bas, lui, est à 50 mètres. La différence de hauteur entre le point le plus haut et le point le plus bas est de : 100 - 50 = 50 mètres. En électricité, on ne parle pas de hauteur, mais de potentiel. Mais le calcul est le même. Si le point à est au potentiel 100 Volts, et le point B est à 50 Volts, alors la différence de potentiel entre A et B, la tension, notée UAB est de 100 - 50 = 50 Volts. Attention, si on faisait l'inverse, mesurer la différence entre B et A, UBA = VB - VA = 50 - 100 = -50 Volts : La tension est négative. Notation: La tension, différence de potentiel entre 2 points est marquée U (ex : UAB est la tension entre A et B) Le potentiel d'un point est marqué V (ex : VA est le potentiel du point A) Quels sont les différents types de courants ? Il existe un appareil formidable pour voir la différence entre les différents courants: L'oscilloscope. Cet appareil trace des droites ou des courbes plus ou moins haute sur un écran selon le courant (ou la tension) d'entrée. Cet appareil nous permet de distinguer 3 types de courants (ou de tension) : - Le continue - L'alternatif - Le redressé 1. Le courant continu C'est celui qui sort des piles, batterie et accus que vous avez chez vous. C'est celui que l'on rencontre le plus souvent avec le courant alternatif. Il trace, sur l'écran d'un oscilloscope, une droite continue, qui à toujours la même hauteur. (En vert ci-contre) On note ce type de courant "CC" ou "=", ou encore "DC". On peut aussi noter, lorsque l'on parle d'une tension en courant continue , "VC" (ex : "6 V CC", ou "6 VC", ou "6 V=") 2. Le courant alternatif Il fait partie de notre vie : c'est celui du réseau E.D.F. La tension est alternativement négative et positive. Le courant rentre par un fil et ressort par un autre, mais, la fois d'après, c'est l'inverse. Il existe plusieurs sortes de courant alternatif, qui tracent des courbes différentes: sinusoïdales (en 1.), carré (en 2.) et triangulaire (en 3.). Ce type de courant, on le note "AC", ou "~", avec ou sans espace entre le "V" de Volts et le "AC" (ex : "6 V AC", ou "6VAC", ou "6 V~"). Quant à 4., on peut croire que c'est alternatif: un coup dans un sens, un coup dans l'autre… En fait, ce n'est pas vraiment alternatif, mais plutôt VARIABLE. En effet, l'alternatif "vrai" se doit d'être symétrique: Si vous avez +6V, vous devez avoir –6V ensuite. Par contre, le coup d'après, on peu avoir +3V et –3V Normalement, lorsque vous parlez d'alternatif a quelqu'un, il imaginera plutôt 1. 2. ou 3. Il n'imaginera 4. que si vous lui parlez de "courant variable", qui est le terme général pour tous les courants non-continus) La définition "officiel" de "courant alternatif", c'est "un courant dont la valeur moyenne est nulle". Pour trouver la valeur moyenne, vous prenez, sur une période, la surface "au dessus" de l'axe zéro (en rouge) et la surface "en dessous" (en bleu). Vous enlevez l'un à l'autre et (rouge-bleu par exemple) et si vous trouvez zéro, alors, vous avez une tension alternative… [sinon, pour trouver la valeur moyenne, il faut faire: ("Aire au-dessus de l'axe" - "Aire en dessous de l'axe") / 2, soit, ici: (SurfaceRouge – SurfaceBleu) / 2] Mais ne vous inquiétez pas, ça se voit à l'œil, sans avoir besoin d'être très précis, et on n'est pas à 0,1 près (!). Bon, une autre façon de voir la valeur moyenne: la valeur moyenne, c'est celle qui fait l'axe de symétrie du signal. Ici, la ligne "zéro" est l'axe de symétrie du signal. Vous n'avez rien compris? Alors, retenez que le courant alternatif passe ALTERNATIVEMENT dans un sens, puis dans l'autre. 3. Le courant redressé Ce type là est plus rare. Ce courant, contrairement à l'alternatif, et toujours positif ou négatif, mais possède toujours les variations du courant alternatif. C'est du courant auquel on a enlevé une alternance sur deux, ou bien que l'on ait redressé l'alternance: si elle était négative, on l'a fait passer du côté positif (ou inversement)... En 1., vous avez une tension alternative triangulaire redressée une alternance sur 2, en 2., vous avez la même tension redressée à chaque alternance, et en 3., vous avez la tension redressée et filtrée. En effet, on utilise rarement tel quel le courant redressé, on le filtre souvent pour obtenir un courant aussi continue que possible. En effet, le courant redressé varie. Si sa tension maximale est de 2 volts, on aura une courbe qui mettra de 0 à 2 Volts, puis redescendra à 0 Volts avant de remonter. on passe donc souvent à 0 volts, même si c'est très, très rapide... On assimile souvent un courant redressé à un courant alternatif ajouté a un courant continue, ce qui donne un courant variable (mais pas alternatif puisque la valeur moyenne n'est pas nulle) Tension maximale/Tension efficace Hé oui ! Il existe deux types de tension: Tension maximale et tension efficace... KOI ?!! KÉSCEKESÉKESA ? Si vous mesurez une tension (alternative) avec un oscilloscope et avec un multimètre, les deux appareils ne vous indiqueront pas la même tension. Pourquoi ? Parce que l'oscilloscope vous indiquera la valeur de la tension maximale, tandis que le multimètre (ou le voltmètre) vous indiquera la tension efficace. Imaginons un cône de glace dans un récipient. Ce cône a une certaine hauteur. Si nous faisons fondre la glace, il y aura toujours autant d'eau dans le récipient, mais la hauteur de cette eau sera moins grande. Ce qui compte pour l'appareil, ça va être la quantité d'eau lorsque celle -ci est liquide. Car lorsqu'elle est sous forme de glace, la hauteur est plus grande, mais sur les cotés, il y a du "vide", c'est de la triche ! Si vous faites le rapport entre U max et Ueff , vous trouverez: Umax / Ueff = 1,41, ou, plus exactement, Umax / Ueff = En sachant donc que est environ égal à 1,41 Donc, retenez que la valeur de tension que l'on donne est pratiquement toujours la valeur efficace. Pour obtenir la valeur maximale, celle que l'on a sur la prise de courant, multipliez Ueff par Branchement en série ou en parallèle? Imaginons... nous avons plusieurs appareils électriques... Je dis "appareil", mais ça peut être une résistance, une diode ou un condensateur, comme ça peut être une chaîne hi -fi, une radio ou une télé... Le branchement en série, c'est lorsque les appareils sont branchés à la suite, comme ceci: Bien sûr, je représente deux appareils comme je pourrais en mettre dix... Ici, vous voyez que le courant rentre par une borne, passe à travers le premier appareil, entre dans le deuxième et ressort... Le courant TRAVERSE UN PAR UN LES APPAREILS. Dans le branchement en parallèle, on dit aussi "en dérivation", le courant rentre par une borne, SE DIVISE en deux (ou 3, ou 4... selon le nombre d'appareil) afin d'aller EN MÊME TEMPS DANS TOUS LES APPAREILS Bien sûr, ici aussi je pourrais représenter 10 appareils... Lorsque vous utilisez une prise multiple, il s'agit d'un branchement en parallèle. Et c'est mieux, car si l'appareil 1 "grille", le 2 va pouvoir fonctionner, alors que dans le branchement série, si l'un grille, le courant ne passe plus et c'est tous les appareils en série avec celui qui a grillé qui ne fonctionnent plus… Maintenant, réfléchissons un peu... Le courant électrique est caractérisé par deux choses principales: - L'intensité, mesuré en ampères - La différence de potentiel, ou tension, mesuré en volts L'un des deux va donc subir une modification selon que les appareils vont être branchés en dérivation ou en série... Voyons d'abord le cas du circuit série: Représentons une rivière, avec une cascade. Représentons chaque appareil par une partie verticale et rétricie (car résistante), et un fil électrique par une partie horizontale. Représentons enfin l'intensité par une flèche. Soit 1 flèche = 1 A. On a donc, tout au long du circuit, une différence d'intensité nulle : il y a 2 ampères partout. En revanche, il y a bien deux, même trois tensions différentes (trois hauteurs différentes si vous préférez): - Une qui va du point le plus haut au point le plus bas: c'est la tension aux bornes des deux appareils (tension 1) - Une au niveau (aux bornes) de l'appareil 1 (tension 3). - Une au niveau (aux bornes) de l'appareil 2 (tension 2). Là, on remarque que tension 2 + tension 3 = Tension 1. Eh oui! Les tension s'additionnes: c'est la loi d'aditivité des tension. (on l'appelle aussi "loi des mailles" qui dit que tenion 2 + tension 3 – tension1 = 0) La règle est simple : Autant de tensions différentes que d'appareils branchés en série (+ 1 tension aux bornes de l'ensemble des appareils –ici c'est la tension 1-) Passons maintenant aux appareils branchés en dérivation: Le courant électrique est toujours une rivière. J'ai remplacé la partie plate des appareils par des étranglements le long du chemin. Ce qui représente une certaine résistance, en effet, chaque appareil électrique ou composant électronique, y compris les fils électriques eux-même, possèdent une résistance plus ou moins grandes (mais celle des fils électriques est très faible...). Au départ, nous avons deux flèches, soit deux ampères. Mais il y a deux routes! Que faire ? Le courant va simplement se partager entre les deux routes: 1 ampère à droites, 1 à gauche. En Puis, au bout, on retrouve 2 ampères : 1A à droite, 1A à gauche. J'ai représenté ici le courant se divisant équitablement. Cela ne se produit qu'a condition que les deux résistances soient égales. En effet, le courant, c'est comme les voitures: ça préfère TOUJOURS la route la plus facile, la moins résistante. Ce qui explique le court-circuit, qui consiste à placer un fil électrique aux bornes d'un appareil: l'appareil à une certaine résistance, tandis que le fil n'en a quasiment pas. C'est comme un chemin forestier et une autoroute dégagée : le courant prend l'autoroute, le fil électrique... C'est pour cela que les techniciens travaillant sur les lignes à haute tension (et forte intensité…) ont des combinaisons, non pas isolantes, mais très conductrices: en cas de problème, le courant à le choix entre le corps humain et la combinaison: le corps est résistant, la combinaison beaucoup moins: donc, le courant passe par la combinaison, et la personne n'est pas électrocutée (expérience à ne pas faire de manière artisanale chez soi…) Résumons : Dans un circuit série, c'est la tension qui se partage, tandis que dans un circuit en parallèle, c'est l'intensité qui se partage. En fait, on fait parfois le raisonnement inverse en se disant "ici, le courant va dans deux directions, donc, il y a deux parties en parallèle, et là, le courant passe dans un composant, puis un autre, puis un autre… Donc, c'est en série" Le chapitre sur les résistances vous donnera plus de précisions sur ce point, notamment en vous donnants les formules vous permettant de calculer la tension ou l'intensité en fonction de la résistance... Pourquoi utiliser des fils de couleur ? Tout simplement comme repère... Il y a en effet des normes : => Les fils rouges, parfois oranges, sont les fils reliés au "+" d'une alimentation => Les fils bleus, ou noirs, sont les fils reliés à la masse, au "-" de l'alimentation. Dans les maisons, on peut voir des fils jaunes, avec des rayures vertes : ce sont des fils de terre, c'est à dire des fils reliés directement dans la terre. En électronique, on utilise que très rarement les fils de terre. Les couleurs que vous rencontrerez en électronique sont: ROUGE, pour le "plus" NOIR, pour le "moins" (parfois bleu) (Tandis qu'en électricité, le neutre (le " -" doit être bleu et la phase (le "+") peut être de n'importe quelle autre couleur (mais on met souvent rouge, marron ou orange) autre que le bleu et le jaune à rayure verte… Enfin ça, ce sont les normes, mais qui les respectent? (a par, peut-être, dans les maisons assez récentes)) Aussi, lorsque l'on vous parlera du fil rouge, vous saurez que c'est le fil relié au "plus" d'une alimentation, tandis que lorsque l'on vous parlera du fil bleu, ce sera celui relié au "moins", à la masse, au "com" au "point zéro" etc... (quelle que soit la couleur que vous utiliserez...) Bien sûr, la couleur du fil ne change rien: le fil conduit le courant de la même façon, quel soit la couleur. Prendre un fil bleu à la place d'un rouge ne change rien, si ce n'est qu'on risque de ne plus 'y retrouver dans les "+", les " -" et intermédiaires… (rigolez pas, si je dis ça, c'est parce que ça m'est déjà arrivé qu'on me demande "Y'a plus de fil bleu, comment j e fais?" Ce à quoi je réponds de prendre des fils de couleur rouge (ou vert, ou jaune…). Réponse: "Un fil rouge? Ah bon? Ça marche aussi?"… Le plus dur est de ne pas rigoler…) http://www.electronique-pour-tous.com [email protected] Document diffusé gratuitement et interdit à la vente Nom du document : commencer.doc Dossier : C:\httpd\home\electron\Docs Word Modèle : C:\WINDOWS\Application Data\Microsoft\Modèles\NORMAL.DOT Titre : L'électronique pour tous-Pour commencer... Sujet : Auteur : Choisir La Vie Mots clés : Commentaires : Date de création : 20/12/01 23:47 N° de révision : 13 Dernier enregistr. le : 21/12/01 01:55 Dernier enregistrement par : Choisir La Vie Temps total d'édition :118 Minutes Dernière impression sur : 21/12/01 01:55 Tel qu'à la dernière impression Nombre de pages : 8 Nombre de mots : 2 505 (approx.) Nombre de caractères : 14 284 (approx.)
