INITIATION A l’ELECTRONIQUE - Avrons

1 Page 1 sur 19 INITIATION A l ELECTRONIQUE Ce document donne les l ments pour comprendre (du moins je l esp re) les bases de l lectricit et de l lectronique .La d marche est de pr senter les l ments utiliser dans un circuit et d expliquer leurs fonctionnements( montages sous forme de Kit ) . Les diff rents sujets trait s sont : 1/L lectricit : 2 /La pile : 3/Tension (potentiel ) et capacit d'une pile: 4/Intensit : 5/R sistance 6/Puissance 7/circuit l mentaire 8/Circuit ouvert 9/circuit ferm 10/exemples de calcul 11/Diode 12/Diode lectroluminescente 13/Condensateur 14/Transistor 15/Courant alternatif 16/Circuit int gr Annexes code des couleurs Page 2 sur 19 1/ Electricit La mati re est compos e d atomes.

2 Chaque atome est compos d un Noyau (compos lui m me de neutrons N et de protons + ) et d lectrons (comme le syst me solaire est compos du soleil et de plan tes). Soleil = Noyau Plan te = lectron Syst me solaire Atome Atome (Dans un atome il y autant d lectrons que de protons) Soit 2 atomes identiques ,si l on d place un lectron d un atome vers l autre on transforme les 2 atomes en 2 IONS.

3 L atome qui a perdu un lectron devient un ION + l atome qui a gagn un lectron devient un ION - ION + ION - (nombre de + sup rieur au nombre de -) (nombre de - sup rieur au nombre de +) Fabriquer de l lectricit c est transformer des atomes en ION + et ION - soleiPlan tes Electrons (-) Protons (+) +N +++ N Soleil +N +++ N +N +++ N Page 3 sur 19 2/ Pile Pour fabriquer une pile on cr e des IONS + et des IONS - que l on s pare.

4 Avant la fabrication Apr s la fabrication Chaque ION n a qu une envie c est de se retransformer en atome, pour cela Il faut que l lectron suppl mentaire de l ION se d place dans l ION +. Ainsi les IONS redeviendront atomes . Le d placement des lectrons c est le courant lectrique . (comme le d placement de gouttes d eau est un courant hydraulique) Pile charg e Pile en fonctionnement Courant lectrique (Les lectrons se d placent dans des mati res conductrices (cuivre ,fer ..) Pile d charg remarque :les lectrons se d placent bien du p le de la pile vers le p le + cependant on dit que le courant se d place du + vers le car on a donc d couvert les effets du courant avant d en expliquer l origine.)

5 Un sens du courant a t choisi l poque et conserv . Symbole de la pile Une pile est une r serve d lectricit IONS - IONS + IONS - IONS + Atomes Atomes Atomes Atomes IONS - et atomes IONS + et atomes Page 4 sur 19 3/Tension( potentiel ,Force ElectroMotrice ) et CAPACITE d une pile Si l on compare une colonne d eau de 1m de haut et 1,5m on constate que la puissance du jet d eau la base de la colonne est fonction de la hauteur.

6 De cette colonne . On dira que le jet d eau a un potentiel plus lev en 2 qu en 1 et que le potentiel est identique en 2 et en 3. On dira que le potentiel de la colonne d eau 1 est de 1m Une colonne d eau poss de une force d expulsion mesur en m tre , une pile poss de une Force ElectroMotrice ,appel e TENSION (symbole U ou V ) mesur e en VOLT. On dira par exemple que la pile a une tension U de 1,5V ou 9V.(On dirait que la colonne d eau a une hauteur de 1,5m ou 9m). la capacit d une colonne d eau se mesure en litre ,la capacit d une pile se mesure en mAh. Remarque on peut avoir 2 piles de m me tension avec des contenances diff rentes (comme les colonnes d eau 2 et 3 ).

7 En effet il existe des pile de 1,5v de tailles diff rentes qui contiennent plus ou moins d ions donc d lectrons capables de se d placer . Quand nous allons utiliser la pile elle va se d charger. comme la colonne d eau va se vider) . Cependant la pile ne va pas se d charger de fa on r guli re. Une pile rechargeable a une tension de 1,2V .Neuve elle a un potentiel de 1,3V puis 1,2v pendant pratiquement toute sa vie puis la tension baisse 0,9V. On peut comparer la pile une colonne d eau de la forme ci dessous. Si l on mesure la hauteur de la colonne d eau r guli rement on note que la hauteur chute rapidement vers 1,2m puis la hauteur se stabilise vers 1,2m pour ensuite d cro tre rapidement.

8 Au borne d une pile neuve rechargeable la tension est lev e puis rapidement se stabilise pendant toute sa vie avant de chuter rapidement en fin de vie. caract ristique Une pile se caract rise par sa Force ElectroMotrice ou Tension et par sa CAPACITE La TENSION (U) se mesure en VOLT (V) la CAPACITE en mAh sa Force sa contenance 1 3 0,9m 0,9V 1,2m 1,2V 1,3m 1,3V 2 Page 5 sur 19 4/ Intensit Les lectrons se d placent dans le circuit (le fil de cuivre par exemple ) comme les gouttes d eau se d placent dans une rivi re ou un tuyau d arrosage.

9 Dans une rivi re on appelle ce d bit d eau un courant (on mesure ce d bit en litre par minute ) ,dans le circuit on nomme le d bit lectrique INTENSITE (le d bit d lectrons de courant par seconde ) .On le mesure en mA .(milliamp re ) ou Amp re quand le d bit est important On dira par exemple que dans ce circuit l intensit est de 200mA. Contr le de l intensit . Soit le circuit ci dessous. Il s agit d une pile d un potentiel d e1,5v dont on relie les 2 p les par un fil de cuivre. Les lectrons se d placent tr s facilement dans le cuivre .Rapidement la pile sera d charg e, et le courant dans le fil de cuivre sera important.(ce courant important fera chauffer fortement le fil de cuivre.)

10 Le cuivre fond plus de 1000 degr s il va donc r dans le circuit on intercale un fil base de plomb celui ci va fondre (car le point de fusion est autour de 200 degr s). On appelle cet l ment un FUSIBLE . FUSIBLE Dans tout circuit lectrique il est donc important de contr ler l Intensit . Le d bit de courant , INTENSITE( I )se mesure en milliamp re (mA) IONS - et atomes IONS + et atomes IONS - et atomes IONS + et atomes Page 6 sur 19 5/ RESISTANCE Consid rons un circuit hydraulique (un circuit d arrosage par exemple) dans lequel le d bit est trop fort ,pour limiter le d bit on intercale un robinet il joue le r le d entonnoir il limite et contr le le courant d eau qui circule.