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cours d'électronique

Vous allez comprendre l'électronique

Voici un petit cours d'électronique pour ceux qui n'y connaissent absolument rien.

Ce cours n'a pas pour but de vous apprendre l'électronique, mais de comprendre comment cela marche par des explications en analogie avec des choses courantes, que tout le monde connait.

A la base, quoi que l'on dise, l'électronique est très simple et ne comporte que très peu d'éléments. Cela parait compliqué, car en fait, c'est un assemblage de ces éléments, qui permet d'en avoir les nombreuses applications que l'on connait.

L'électronique est composée en grande partie de ces quelques éléments :

Voilà, c'est à peu près tout et avec cela, on peut presque tout faire, de la radio à l'ordinateur et au téléphone.
 
Passons aux choses sérieuses.
Et pour que vous puissiez facilement comprendre, on va comparer un ensemble électronique a un réseau de distribution d'eau et les éléments qui vont avec (Les plombiers vont bien comprendre)
 
 
La source d'énergie (pile, batterie, secteur)
 
C'est elle qui fournit le carburant nécessaire au fonctionnement.
Elle est invisible, c'est l'électricité.
Elle est caractérisée par deux valeurs La tension et l'intensité.
On peut comparer la source d'énergie a un grand réservoir d'eau,( Le Château d'eau)
 
est comparable à la pression de l'eau, c'est une force qui tend à faire sortir l'eau du réservoir, mais tant que le tuyau est fermé par un robinet, l'eau ne s'écoule pas, mais la pression est bien là.
Donc en électronique (comme en électricité) la tension est là, mais tant que le bouton marche n'est pas actionné, l'appareil ne marche pas. L'interrupteur est un des robinets de l'électricité.
Donc cette tension s'exprime en Volt, ce sont les 12V, 9V, 1.5V des piles, ou 230V pour le secteur (pour l'eau, la pression s'exprime surtout en bar)
 
L'intensité (I) appelé aussi courant,
est comparable au débit de l'eau, ou a l'écoulement. Ce mouvement de l'eau est résultant de la pression et de la grosseur du tuyau, ou à l'ouverture du robinet. Plus le tuyau est gros, plus il y a d'eau qui coule, ou plus le robinet est ouvert, plus grand est le débit.
Donc le moyen de transport de l'eau est un tuyau, en électricité, c'est le fil électrique.
Cette intensité s'exprime en Ampère, on dit 1A, 10A, comme on le voit sur les fusibles (pour l'eau, le débit s'exprime en litre ou m3 par seconde, minute ou heure).

Deux autres unités sont souvent évoquées, elles résultent de la tension et de l'intensité.
La première est la puissance (P) exprimé en Watt ou Volt-Ampère, qui n'est que le produit de la tension et de l'intensité : P= U*I  d'où U = P/I  et I = P/U
Un appareil fonctionnant en 230V et de 100W consomme une Intensité de 2.3A
 
La seconde unité évoquée et l'énergie, et qui n'est que le produit de la puissance en fonction de temps 100Wh est l'équivalent de 100W consommés pendant une heure, ou 200W consommés pendant 30mn., C'est ce que compte votre compteur d'électricité EDF.
 
 
Les quelques composants
 
Nous allons voir maintenant les différents éléments qui composent l'électronique, et comment ça marche, toujours avec notre ami plombier.

Les résistances
A la base, la résistance est un fil (très court) qui laisse passer plus ou moins de courant, est dût à la caractéristique de ce fil.
Le fil électrique a sa propre résistance, en fonction de sa grosseur. Plus le tuyau est gros, plus l'eau coule facilement, c'est pareil en électricité avec le fil. Plus le tuyau est petit, plus la pression monte, donc aussi le débit, plus le tuyau chauffe, c'est dû au frottement de l'eau sur la paroi du tuyau, comme se frotter les mains pour se réchauffer.
C'est la même chose avec les fils électrique. Comme trop de pression peut faire "péter" un tuyau, une trop grande tension (ou courant) sur un fil le fait fondre.
La matière dont est constitué, le conducteur joue aussi son rôle, comme si on mettait un filtre ou une grille dans le tuyau, cela augmente la résistance.
La résistance est exprimée en Ohm.
Certains éléments ne sont pas considérés comme des résistances, et pourtant s'en est.
  • Fusible, est une résistance calibré pour tenir un certain courant et c'est son échauffement qui le fait fondre.
  • Ampoule électrique a filament. C'est un fils qui chauffe jusqu'à en produire de la lumière, le matériau est à la limite de la fusion.
  • radiateur électrique, est aussi une résistance que l'on force à chauffer, avec une tension bien plus faible, elle ne chauffe pas.
  • Et tout ce qui chauffe (ou presque) en électroménager : cafetière, fer à repasser, four électrique, plaques de cuisson (sauf induction qui est une inductance), et bien d'autres appareils.
Toutes les résistances chauffe, même les fils d'alimentation, c'est pour ça qu'il faut prévoir la grosseur des fils en fonction de l'intensité qui va le traverser.
En électronique, la résistance est surtout utilisée pour limiter le courant qui doit passer dans les fils, ou les éléments qui suivent.
Et pour calculer une résistance, rien de plus simple avec la tension et l'intensité. R= U/I  ou U=R*I ou I = U/R.
 

Les condensateurs 
Le condensateur est comme un réservoir que l'on vient remplir ou vider en fonction des besoins, il permet de lisser le débit, comme un barrage sur une rivière qui emmagasine l'eau lors des crues et en relâche un peu plus pendant les sécheresses.

Les inductances ou selfs
Rien pour l'instant
 
Les diodes
La diode est un composant qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens, comme un clapet anti-retour dans un tuyau. Le clapet et comme une plaque avec une charnière qui ouvre le passage du tuyau quand on le pousse dans un sens et laisse passer l'eau et quand on le pousse dans le sens inverse, il bouche le tuyau et empêche l'eau de circuler.
 
 
Les transistors
Le transistor est un petit composant fonctionnant comme un robinet, commandé a distance. Plus vous tournez le robinet, plus l'eau circule. C'est la même chose, en fonction de la commande, le transistor laisse passer plus ou moins de courant. C'est le principe de fonctionnement des amplificateurs audio.
Le transistor est également utilisé numériquement, c'est-à-dire, qu'il est : soit complètement fermé, soit complètement ouvert. En combinant des transistors et des diodes, on obtient des fonctions logiques et ce sont ces mêmes fonctions qui font que les ordinateurs marchent.
Alors, vous me direz, si on suit la logique d'explication avec le plombiers, on pourrait fabriquer un ordinateur fonctionnement avec de l'eau des robinets et des clapets, ce à quoi je réponds : OUI.  Mais je ne vous dis pas l'engin......
La première calculette, la Pascaline était uniquement mécanique.