Principes de base en électronique
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En principe, le ou les auteurs en question devraient bientôt présenter une meilleure version.
Introduction
(/à finaliser/)
Sous le terme d'électronique, on trouve de multiples concepts. Cette page va traiter uniquement l'électronique relative à la manipulation de signaux et d'informations électriques. Ces signaux sont manipulés grâce à des circuits sont réunis des composants électroniques.
Les thèmes :
- Électricité
- Circuiterie
- Composants électroniques
Electricité
Un circuit est un chemin permettant à l'électricité de circuler. L'
L'électricité est une forme d'énergie comme les énergies éolienne ou hydraulique. Cette énergie électrique peut se résumer par : mouvements des électrons entre les atomes. Par exemple, en frottant un ballon sur certains vêtements, comme un chandail, des électrons sont échangés entre les atomes du ballon et ceux du chandail. Le ballon se charge ainsi négativement en captant les électrons du vêtement : nous nommons ceci « l'électricité statique ». L'électricité devient « dynamique » si l'on décharge graduellement le ballon en le laissant « coller » à un mur ou à des cheveux.
3 notions seront particulièrement abordés :
Courant électrique :
- Le mouvement d'une charge électrique est connu sous le nom de courant électrique, dont l'intensité est généralement mesurée en ampères. Le courant peut être constitué de n'importe quelle particule chargée en mouvement ; le plus souvent, il s'agit d'électrons, mais toute charge en mouvement constitue un courant. Le courant électrique peut traverser certaines choses, les conducteurs électriques, mais ne traversera pas un isolant électrique (important pour le design de circuit)
Potentiel électrique :
- Le concept de potentiel électrique est étroitement lié à celui de champ électrique. Une petite charge placée dans un champ électrique subit une force. Amener la charge à ce point, contre cette force, nécessite un travail. Le potentiel électrique en tout point est défini comme l'énergie nécessaire pour amener lentement une unité de charge d'essai d'une distance infinie à ce point. Il est généralement mesuré en volts, 1 volt représentant le potentiel pour 1 joule dépensé pour amener une charge de 1 coulomb depuis l'infini. Cette définition du potentiel, bien que formelle, a peu d'applications pratiques, et un concept plus utile est celui de différence de potentiel électrique, l'énergie requise pour déplacer une charge unitaire entre deux points spécifiés. Un champ électrique a la propriété particulière d'être conservatif, ce qui signifie que le chemin emprunté par la charge d'essai n'est pas pertinent : tous les chemins entre deux points spécifiés dépensent la même énergie, et on peut donc énoncer une valeur unique pour la différence de potentiel66.
/A-FAIRE
- Electrons
- Un circuit est un chemin dans lequel l'électricité passe
Circuits
Définition et représentation d'un circuit
Wikipédia, https://fr.wikipedia.org/wiki/Circuit_%C3%A9lectronique : Un circuit électronique est un ensemble de composants électroniques interconnectés souvent à l'aide d'un circuit imprimé et dont le but est de remplir une fonction.
Exempel de circuit : Arduino, CPX /A-COMPLETER
Ce simple circuit représente une LED (D1) alimentée par une source d'alimentation (V1). La source d'alimentation est atténuée par la résistance (R).
Schematisation / presentation des logiciels
Montage d'un circuit
Montage en série / montage en parallèlge
Analyse d'un circuit
- Concepts de base
Il y a 3 concepts de base dans un circuit
- Voltage (Volts): tension électrique,
- Courant (Ampères) : intensité auquel le flux s'écoule (long ou rapide),
- Résistance (Ohms) : la résistance avec laquelle le matériaux résiste au flux de courant.
Pour qu'un circuit fonctionne correctement (exemple qu'une LED ait une luminosité correcte, qu'une LED ne "claque pas" etc.), il est important de faire une analyse du circuit avec la loi d'Ohm. Le multimètre, lui sert à réaliser les mesures physiques de ces 3 dimensions.
- Loi d'Ohm
“La loi d'Ohm est une loi physique empirique qui lie l'intensité du courant électrique traversant un dipôle électrique à la tension à ses bornes. Cette loi permet de déterminer la valeur d'une résistance1. La loi d'Ohm a été ainsi nommée en référence au physicien allemand Georg Simon Ohm qui la publie en 1827, dans son œuvre Die galvanische Kette: mathematisch bearbeitet.” (Wikipédia,récupéré le 1 Mars 2021).
La loi d'Ohm établit que (en convention récepteur) :
Cette loi permet d'obtenir d'obtenir les différentes grandeurs selon votre besoin:
- U = R × I permet de calculer la tension lorsque sont connus R (résistance) et I (intensité),
- I = U / R de calculer l’intensité lorsque sont connus U (tension) et R (résistance),
- R = U / I permet de calculer la résistance lorsque sont connus U tension) et R (résistance).
Composants principaux d'un circuit
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- Batterie
- Resistance
- LED > output
- Sensor/Interrupteur (switch) > input
Entrées/Sorties digitales et analogues
Démo physique
- Explications différences analogue / digital
- Analogue -> plusieurs possibilités
Equivalents simulés avec MakeCode
- Simulation : digital on/off A/B jaune/rouge
- Connecté (CPX) : digital on/off A/B jaune/rouge
- Connecté (CPX : analog slide
- Connecté (CPX) : analog pression
Liens
- Circuit
- Circuitlab (schématisation de circuit mais payant),
- EasyEDA (schématisation de circuit, open source, webApp),
- Circuit Diagram editeur de schémas électronique source libre
- Circuit Diagram.org - guides et exemples
- Circuit Sims (simulateur de circuits: Limité mais peut vous aider à comprendre le fonctionnement d'un circuit en ajoutant des composants)