Apprendre
l lectronique
en partant de z ro
Niveau 1
Ce pictogramme m rite une explica-
tion. Son objet est dalerter le lec-
teur sur la menace que repr sente
pour lavenir de l crit, particuli re-
ment dans le domaine de l dition
technique et universitaire, le d velop-
pement massif du photocopillage.
Le Code de la propri t intellec-
tuelle du 1er juillet 1992 interdit en
effet express ment la photocopie
usage collectif sans autorisation
des ayants droit. Or, cette pratique
sest g n ralis e dans les ta-
blissements denseignement sup -
rieur, provoquant une baisse brutale
des achats de livres et de revues,
au point que la possibilit m me,
pour les auteurs, de cr er des
Suvres nouvelles et de les faire
diter correctement est aujourdhui
menac e.
Nous rappelons donc que toute
reproduction, partielle ou totale, de
la pr sente publication est interdite
sans autorisation crite de lauteur
ou de ses ayants droit ou ayants
cause. D roger cette autorisation
constituerait donc une contrefa on
sanctionn e par les articles425 et
suivants du Code p nal.
La loi du 11 mars 1957 nautorisant, aux termes des alin as 2 et 3 de larticle 41, dune part,
que les copies ou reproductions strictement r serv es lusage priv du copiste et non destin es
une utilisation collective , et, dautre part, que les analyses et les courtes citations dans un but
dexemple et dillustration, toute reproduction int grale ou partielle, faite sans le consentement
de lauteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est illicite (alin a 1er de larticle 40).Cette
repr sentation ou reproduction, par quelque proc d que ce soit, constituerait donc une contrefa on
sanctionn e par les articles 425 et suivants du Code p nal.
Apprendre
l lectronique
en partant de z ro
Niveau 1
Cet ouvrage est une compilation
du Cours d lectronique en Partant de Z ro
parus dans les num ros 1 28 de la revue
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine.
LE ON N 1
L E C O U R S
ApprApprendrendree
onique
lectronique
ll lectr
tant de z rroo
en partant de z
en par
En guise dintroduction
Si vous consid rez quil nest pos-
sible dapprendre l lectronique quen
fr quentant un Lyc e Technique, vous
d couvrirez en suivant ce cours quil
est aussi possible de lapprendre
chez soi, nimporte quel ge, car
cest tr s loin d tre aussi difficile
que beaucoup le pr tendent encore.
Tout dabord, nous parlerons des
concepts de base de l lectricit ,
puis nous apprendrons reconna tre
tous les composants lectroniques,
d chiffrer les symboles utilis s
dans les sch mas lectriques, et
avec des exercices pratiques simples
et amusants, nous vous ferons en-
trer dans le monde fascinant de
l lectronique.
Nous sommes certains que ce cours
sera tr s appr ci des jeunes auto-
didactes, des tudiants ainsi que des
enseignants, qui d couvriront que
l lectronique peut aussi sexpliquer
de fa on compr hensible, avec un
langage plus simple que celui utilis
dans les livres scolaires.
En suivant nos indications, vous au-
rez la grande satisfaction de consta-
ter que, m me en partant de z ro,
vous r ussirez monter des amplifi-
cateurs hi-fi, des alimentations sta-
bilis s, des horloges digitales, des
instruments de mesure mais aussi
des metteurs qui fonctionneront par-
faitement, comme sils avaient t
mont s par des techniciens profes-
sionnels.
Aux jeunes et aux moins jeunes qui
d marrent z ro, nous souhaitons
que l lectronique devienne, dans un
futur proche, leur principale activit ,
notre objectif tant de faire de vous
de vrais experts sans trop vous en-
nuyer, mais au contraire, en vous di-
vertissant.
Giuseppe MONTUSCHI
Dispenser, dans une revue, un cours d lectronique est toujours une gageure.
Dabord, si lon ne veut faire aucune impasse, il faut du temps. Du temps, cela
signifie aussi de nombreux mois de publication.
Ensuite, il faut que le cours soit simple mais pr cis, efficace mais sans
complexit .
Le cours que nous vous proposons partir de ce num ro 1 dELECTRONIQUE
et Loisirs magazine est certainement le meilleur quil nous ait t donn de
voir depuis que nous nous sommes d couvert une passion pour l lectronique,
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-m me la
plupart des articles qui sont publi s dans la revue NUOVA ELETTRONICA quil
dite depuis plus de 30 ans. Nous tenons le remercier de nous avoir confi
ce cours et donn lautorisation de le publier pour vous. Nous sommes convain-
cus quun jour prochain, gr ce lui, vous r aliserez votre r ve, faire de l lec-
tronique votre passion.
J. P.
Le courant lectrique
Chaque jour, nous profitons des bien-
faits du courant lectrique. Le secteur
220 volts fournit le courant n cessai-
re pour allumer les lampes de la mai-
son, faire fonctionner le r frig rateur,
la t l vision ou lordinateur. Les piles
nous fournissent le courant n cessai-
re pour couter notre baladeur ou pour
t l phoner avec notre portable.
Le courant lectrique ne sobtient quen
mettant en mouvement les lectrons.
Pour comprendre ce ph nom ne il faut
n cessairement parler de latome.
Latome, pour celui qui lignorerait en-
core, est constitu dun noyau consti-
tu de protons (de charge positive) et
de neutrons (de charge neutre). Autour
de ce noyau tournent, la vitesse de
la lumi re (cest- -dire 300 000 km
par seconde) des lectrons (de charge
n gative). La figure 1 est explicite.
On pourrait comparer latome un sys-
t me plan taire miniaturis avec au
centre le soleil (noyau de protons) et
autour de nombreuses plan tes ( lec-
trons) qui seraient en orbite.
Les lectrons n gatifs sont maintenus
en orbite par les protons positifs com-
me le montre la figure 2.
Chaque atome, selon l l ment auquel
il appartient, poss de un nombre bien
d fini de protons et d lectrons.
Par exemple, latome dhydrog ne pos-
s de un seul proton et un seul lectron
Fig. 1 : Latome est constitu dun
noyau central de charge positive et
d lectrons de charge n gative qui
sont en orbite autour de lui.
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine
6
Cours dElectronique Premier niveau
L E C O U R S
lectrons libres car on r ussit sans dif-
ficult les soustraire leurs orbites
pour les ins rer dans un autre atome.
Ce d placement d lectrons dun ato-
me un autre peut sobtenir avec un
mouvement m canique (dynamo - al-
ternateur) ou avec une r action chi-
mique (piles - accumulateurs).
Si on retire des lectrons un atome,
celui-ci prend une polarit positive, car
le nombre de protons devient plus im-
portant que le nombre d lectrons (voir
figure 7).
Si on introduit des lectrons libres dans
un atome, celui-ci prend une polarit
n gative car le nombre d lectrons de-
vient plus important que le nombre de
protons (voir figure 8).
Deux bornes d passent toujours dune
pile, lune marqu e dun signe positif
(exc s de protons) et lautre marqu e
dun signe n gatif (exc s d lectrons).
Si on relie ces deux bornes avec un fil
conducteur (par exemple le cuivre), les
lectrons seront attir s par les protons
et ce mouvement d lectrons g n re-
ra un courant lectrique (voir figure 10)
qui ne cessera que lorsquun parfait
quilibre entre protons et lectrons se
sera r tabli dans les atomes.
Nombreux sont ceux qui consid rent
que le flux du courant lectrique va du
positif vers le n gatif.
Au contraire, le flux du courant lec-
trique va toujours du n gatif vers le
Fig. 2 : Les lectrons sont
maintenus en orbite par le noyau.
Les lectrons les plus loign s
peuvent facilement se soustraire
leur noyau.
(figure 3). Latome de bore poss de 5
protons et 5 lectrons (figure 4), lato-
me de cuivre poss de 29 protons et
29 lectrons, tandis que latome dar-
gent poss de 47 protons et 47 lec-
trons.
Plus le nombre d lectrons pr sents
dans un atome est grand, plus le
nombre dorbites qui tournent autour
de son noyau est important.
Les lectrons qui tournent tr s pr s du
noyau sont appel s lectrons li s car
ils sont difficiles arracher de leur or-
bite.
Les lectrons qui tournent dans les or-
bites les plus loign es sont appel s
Fig. 3 : Latome
dhydrog ne a 1
proton et 1 lectron.
Fig. 4 : Latome de bore
a 5 protons et 5
Publicité
lectrons.
Fig. 5 : Latome de
sodium a 11 protons et
11 lectrons.
Fig. 6 : Lorsque le
nombre d lectrons
est gal au nombre
de protons, la charge
est neutre.
Fig. 7 : Si on retire un
atome des lectrons, il
devient une charge
lectrique positive.
Fig. 8 : Si on ajoute un
atome des lectrons, il
devient une charge
lectrique n gative.
Fig. 9 : Deux atomes de charge
positive ou de charge n gative se
repoussent tandis que deux atomes
de charge oppos e sattirent.
4,5 V
Fig. 10 : Les lectrons sont attir s
par les protons donc le flux du
courant lectrique va du n gatif vers
le positif.
positif car ce sont les protons qui atti-
rent les lectrons pour quilibrer leurs
atomes et non linverse.
Pour comprendre le mouvement de ce
flux d lectrons, on peut se ser vir de
deux l ments tr s connus : leau et
lair.
On peut associer les lectrons n ga-
tifs leau et les protons positifs lair.
Si on prend deux r cipients pleins dair
(charge positive) et si on les relie entre
eux avec un tube, il ny aura aucun flux
car dans chacun de ces r cipients il
manquera l l ment oppos , cest- -
dire leau (voir figure 11).
M me si on relie entre-eux deux r ci-
pients pleins deau (charge n gative),
il ny aura aucun flux dans le tube car
il nexiste pas de d s quilibre eau/air
(voir figure 12).
Si, par contre, on relie un r cipient plein
dair (polarit positive) un autre plein
deau (polarit n gative), on obtiendra
un flux deau du r cipient plein vers le
vide (voir figure 13) qui ne cessera que
lorsque les deux r cipients auront at-
teint le m me niveau (voir figure 14).
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine
7
Cours dElectronique Premier niveau
Le mouvement des lectrons peut tre
utilis pour produire de la chaleur en
les faisant passer travers une r sis-
tance (radiateurs lectriques, fer sou-
der, etc.), pour produire de la lumi re
en le faisant passer travers le fila-
ment dune ampoule ou encore, pour
r aliser des lectro-aimants en le fai-
sant passer dans une bobine enroul e
sur un morceau de fer (relais, t l rup-
teurs).
Pour conclure, on peut affirmer que le
courant lectrique est un mouvement
d lectrons attir s par des protons. Une
Fig. 11 : Si on compare lair une
charge positive et leau une
charge n gative , en reliant entre
eux deux r cipients pleins dair, il
ny aura aucun flux.
Fig. 12 : De m me que, si on relie
deux r cipients pleins deau entre
eux, il ny aura aucun flux parce quil
nexiste pas de d s quilibre entre la
charge positive et la charge n gative.
Fig. 13 : En reliant entre eux un
r cipient plein deau et un plein
dair, on obtiendra un flux deau de
ce r cipient vers lautre, car il existe
un d s quilibre.
Fig. 14 : Le flux deau cessera
lorsquon aura atteint un parfait
quilibre eau/air. Une pile est
d charg e quand les lectrons sont
au m me nombre que les protons.
L E C O U R S
fois que chaque atome aura quilibr
ses protons avec les lectrons man-
quants, il ny aura plus aucun courant
lectrique.
LA TENSION
unit de mesure VOLT
Nimporte quelle pile a une lectrode
positive et une lectrode n gative car
lint rieur de son corps il existe un
d s quilibre d lectrons.
Ce d s quilibre de charges positives
et n gatives g n re une tension qui se
mesure en volt.
Une pile de 9 volts a un d s quilibre
d lectrons 6 fois plus impor tant
quune pile de 1,5 volt, en ef fet, en
multipliant 1,5 x 6 on obtient 9 volts
(voir figures 15 et 16).
Une pile de 12 volts aura un d s qui-
libre d lectrons 8 fois plus important
quune pile de 1,5 volt.
Pour vous expliquer limpor tance de
cette diff rence, nous utiliserons en-
core les l ments eau - air.
Une pile de 1,5 volt peut tre compa-
r e deux r cipients peu profonds :
lun plein deau (n gatif) et lautre plein
dair (positif).
Si on les relie entre eux, on aura un
flux deau tr s modeste parce que la
diff rence de potentiel sav re toute
aussi r duite (voir figure 13).
Une pile de 9 volts est comparable
un r cipient dont la profondeur sav -
re tre 6 fois plus grande que celle du
r cipient de 1,5 volt, par cons quent,
si lon relie entre eux le r cipient n -
gatif et le r cipient positif on aura un
flux deau sup rieur en raison dune
dif f rence de potentiel plus impor-
tante.
Comme pour les mesures de poids, qui
peuvent tre exprim es en kilogrammes
- quintaux - tonnes et en hectogrammes
- grammes - milligrammes, lunit de
mesure volt peut aussi tre exprim e
avec ses multiples appel s :
- kilovolt
- m gavolt
En alimentant une ampoule avec une
tension continue fournie par une pile
ou un accumulateur (voir figure 19), on
aura un fil de polarit n gative et un fil
de polarit positive. Les lectrons cir-
culeront donc toujours dans une seu-
le direction, cest- -dire, du p le n gatif
vers le p le positif avec une tension
constante.
1,5 V.
1,5 V.
1,5 V.
Fig. 15 : Une pile de 3 volts a un
d s quilibre d lectrons double par
rapport une pile de 1,5 volt.
1,5 V
1,5 V
1,5 V
1,5 V
1,5 V
ou bien alors avec ses sous-multiples
appel s :
1,5 V
1,5 V
- millivolt
- microvolt
- nanovolt
Vous avez probablement souvent en-
tendu parler de tensions continues et
de tensions alternatives, mais avant
de vous expliquer ce qui les diff ren-
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
1,5 V
1,5 V
Fig. 16 : Une pile de 9 volts a un
d s quilibre d lectrons six fois
plus grand quune pile de 1,5 volt et
deux fois plus grand quune pile
de 4,5 volts.
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine
8
Cours dElectronique Premier niveau
Les mesures de tension les plus utilis es
dans le domaine de l' lectronique sont :
kV =
V =
mV =
V =
kilovolt
volt
millivolt
microvolt
L E C O U R S
10
20
30 40
0
50
40
60
20
0
80
100
VOLTS
mV
Dans le tableau 1 nous reportons les facteurs
de division et de multiplication pour convertir
une tension en ses multiples et sous-multiples :
TABLEAU 1
CONVERSION
VOLT
volt
volt
volt
millivolt
millivolt
microvolt
microvolt
x
:
:
x
:
Publicité
x
x
1 000
1 000
1 000 000
= kilovolt
= millivolt
= microvolt
1 000
1 000
= volt
= microvolt
1 000
1 000 000
= millivolt
= volt
En alimentant une ampoule avec une
tension alternative de 12 volts, fournie
par un alternateur ou un transforma-
teur (voir figure 20), ce nest plus un
fil n gatif et un fil positif que nous au-
rons mais alternativement lun ou
lautre 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 n gative, puis nouveau
positive, etc. Donc, les lectrons cir-
culeront tant t dans un sens, tant t
dans le sens oppos . Linversion de
polarit sur les deux fils ninter vient
pas brusquement cest- -dire quil
ny a pas une inversion soudaine de
polarit de 12 volts positifs 12 volts
n gatifs 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. volts
positifs jusqu atteindre son maximum
positif de 12 volts, puis elle commen-
ce redescendre 11, 10, 9, etc. volts
positifs jusqu revenir la valeur ini-
tiale de 0 volt.
A ce point, sa polarit sinverse et, tou-
jours de fa on progressive, augmente
1, 2, 3, etc. volts n gatifs jusqu at-
teindre son maximum n gatif de 12
volts, puis elle commence redes-
cendre 11, 10, 9, etc. volts n gatifs,
jusqu retourner la valeur de d part
de 0 volt (voir figure 26).
Ce cycle du positif au n gatif se r p -
te linfini.
4,5 V.
Fig. 17 : TENSIONS CONTINUES - On pr l ve la tension continue des
batteries rechargeables, des piles et des cellules solaires.
Une fois de plus, nous allons vous ex-
pliquer la diff rence qui existe entre
une tension continue et une tension
alternative , avec un exemple hy-
draulique et pour ce faire, nous utili-
serons nos r cipients, lun plein deau
(p le n gatif) et lautre plein dair (p le
positif).
Pour simuler la tension continue on re-
lie les deux r cipients comme sur la fi-
gure 21.
Leau s coulera vers le r cipient vide,
et lorsquelle aura atteint le m me ni-
veau dans les deux r cipients, le d -
placement de leau cessera.
De la m me fa on, dans une pile ou
dans un accumulateur, les lectrons
n gatifs en exc s afflueront toujours
vers le p le positif, et lorsque sera at-
teint un par fait quilibre entre les
charges positives et les charges n -
gatives, ce flux cessera.
Une fois que cet quilibre est atteint,
il ny a plus de d placement d lec-
trons, la pile ne r ussissant plus four-
nir de courant lectrique. Elle est alors
consid r e comme d charg e.
Quand une pile est d charg e on la jet-
te (pas nimporte o mais dans les r -
cipients pr vus cet effet !), la dif-
f rence dun accumulateur qui, lorsquil
est d charg , peut tre recharg en
tant reli un g n rateur de tension
4,5 V
Fig. 19 : En tension continue on
aura toujours un fil de polarit
n gative et un de polarit positive.
Fig. 18 : TENSIONS ALTERNATIVES - On pr l ve la tension alternative des
alternateurs, des transformateurs et du secteur 220 volts.
PRISE 220 V
Fig. 20 : En tension alternative
les deux fils nont pas de polarit ,
parce qualternativement, les
lectrons vont dans un sens puis
dans le sens oppos .
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine
9
Cours dElectronique Premier niveau
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externe, qui se chargera de cr er nou-
veau le d s quilibre initial entre lec-
trons et protons.
Pour simuler la tension alternative, on
utilise toujours les deux r cipients, que
lon place, cette fois, sur un plan en
bascule (voir figure 22).
Une main invisible placera celui plein
deau (polarit n gative) en position
sur lev e par rapport lautre qui est
vide (polarit positive).
Tout dabord, leau s coulera vers le
r cipient vide et lorsque le flux cesse-
ra, on aura le r cipient de gauche vide
(polarit positive), et celui de droite
plein deau (polarit n gative).
A ce point, la main invisible soul -
vera le r cipient de droite en faisant
couler leau dans le sens inverse jus-
qu remplir le r cipient de gauche, et
une fois quil se sera rempli, cette
m me main le soul vera encore pour
inverser nouveau le flux de leau (voir
figure 25).
De cette fa on, leau s coulera dans
le tube reliant les deux r cipients,
dabord dans un sens, puis dans le
sens oppos .
LA FREQUENCE
unit de mesure
le HERTZ
Dans la figure 26 nous montrons le gra-
phique dune p riode de la tension al-
ternative qui, comme vous pouvez le
voir, repr sente une sinuso de compo-
s e dune alternance positive et dune
alternance n gative.
On appelle fr quence, le nombre des
sinuso des qui se r p tent en lespa-
ce dune seconde. On lexprime avec
le symbole Hz, qui signifie Hertz.
Si vous observez l tiquette qui figure
sur le compteur de votre habitation,
vous y trouverez lindication 50 Hz.
Ce nombre sert indiquer que la ten-
sion que nous utilisons pour allumer
nos lampes change de polarit 50 fois
en 1 seconde.
Les mesures de fr quence les plus utilis es
dans le domaine de l' lectronique sont :
Hz = hertz
kHz = kilohertz
MHz = m gahertz
GHz = gigahertz
Dans le tableau 2 nous reportons les facteurs
de division et de multiplication pour convertir
une fr quence en ses multiples et sous-multiples :
TABLEAU 2
CONVERSION
HERTZ
hertz
hertz
kilohertz
kilohertz
m gahertz
kilohertz
m gahertz
m gahertz
gigahertz
gigahertz
x
x
x
x
x
:
:
:
:
:
1 000
1 000 000
= kilohertz
= m gahertz
1 000
1 000 000
1 000
1 000
1 000
1 000 000
= m gahertz
= gigahertz
= gigahertz
= hertz
= kilohertz
= hertz
1 000
1 000 000
= m gahertz
= kilohertz
Fig. 21 : En tension continue
leau s coule vers le r cipient plein
dair jusqu ce que sop re un
parfait quilibre entre les deux
l ments.
Fig. 22 : En tension alternative
leau s coule vers le r cipient vide.
Fig. 23 : Quand celui-ci sest rempli,
il devient de polarit oppos e,
cest- -dire n gative.
Fig. 24 : A ce point, le r cipient plein
se l ve et leau s coule en sens
inverse.
1 seconde
ALTERNANCE
POSITIVE
ALTERNANCE
Publicité
NEGATIVE
VOLT
MAX
0 VOLT
VOLT
MAX
CC =
AC =
tension
continue
tension
alternative
Fig. 25 : Quand le r cipient de
Fig. 25 : Quand le r cipient de
gauche est plein, il se l ve pour
gauche est plein, il se l ve pour
inverser le flux.
inverser le flux.
Fig. 26 : On appelle fr quence le nombre des sinuso des qui se r p tent en
1 seconde . La fr quence se mesure en Hertz.
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine
10
Cours dElectronique Premier niveau
L E C O U R S
1 seconde
1 seconde
1 seconde
4 Hz
10 Hz
50 Hz
Fig. 27 : Pour une
fr quence de 4 Hz, la
tension change de
polarit 4 fois par
seconde.
Fig. 28 : Pour une
fr quence de 10 Hz, la
tension change de
polarit 10 fois par
seconde.
Fig. 29 : Pour une
fr quence de 50 Hz, la
tension change de
polarit 50 fois par
seconde.
Fig. 30 : A laide dun instrument de mesure appel oscilloscope, il est possible
de visualiser sur l cran, le nombre de sinuso des pr sentes en 1 seconde.
Le courant ne d pend en aucune fa on
de la valeur de la tension. On peut donc
pr lever 1 amp re aussi bien dune pile
de 1,5 volt que dune pile de 9 volts,
dune batterie de voiture de 12 volts
ou encore de la tension secteur de
220 volts.
Pour mieux comprendre la diff rence
existant entre volt et amp re, nous uti-
liserons nouveau leau.
Si nous relions le r servoir n gatif et
le r servoir positif avec un tube de pe-
tit diam tre (voir figure 31), le flux deau
s coulera lentement, et puisquil est
possible de comparer ce flux un
nombre d lectrons en transit, on peut
donc affirmer que quand il passe peu
deau dans le tube, dans le circuit lec-
trique s coulent peu damp res.
Si nous relions les deux r servoirs avec
un tube de diam tre plus impor tant
(voir figure 32), le flux deau augmen-
tera, cest- -dire que dans le circuit
s couleront plus d lectrons et donc
plus damp res.
Comme le volt, lamp re a ses sous-
multiples, appel s :
- milliamp re
- microamp re
- nanoamp re
LA PUISSANCE
unit de mesure
le WATT
En connaissant la valeur de la tension
de nimporte quel g n rateur tel une
pile, une batterie, un transformateur
ou une ligne lectrique et la valeur du
courant que nous pr levons pour ali-
menter une lampe, une radio, un r fri-
g rateur, un fer souder etc., nous
pouvons conna tre la valeur de la puis-
sance absorb e, exprim e en watts.
LE COURANT
unit de mesure
lAMPERE
On appelle le mouvement des lectrons
de l lectrode n gative vers l lectro-
de positive, le courant. Il se mesure en
amp res.
A titre dinformation il plaira aux plus
curieux de savoir qu1 amp re corres-
pond : 6 250 000 000 000 000 000
lectrons ! qui se d placent du p le n -
gatif vers le p le positif en lespace d1
seconde.
Fig. 31 : Un tuyau troit permettra
peu deau de s couler du p le
n gatif vers le p le positif.
Fig. 32 : Un gros tuyau permettra
beaucoup deau de s couler du p le
n gatif vers le p le positif.
Une variation de 50 fois en 1 seconde
est tellement rapide que notre Sil ne
r ussira jamais remarquer la valeur
croissante ou d croissante des alter-
nances.
En mesurant cette tension avec un volt-
m tre, laiguille ne d viera jamais dun
minimum un maximum, car les va-
riations sont trop rapides par rapport
linertie de laiguille. Seul un oscil-
loscope nous permet de visualiser sur
son cran cette forme donde (voir fi-
gure 30).
Les mesures de courant les plus utilis es
dans le domaine de l' lectronique sont :
2
3
1
0
4
5
AMPERES
40
20
60 80
0
100
mA
A
mA
A
= amp re
= milliamp re
= microamp re
Dans le tableau 3 nous reportons les facteurs
de division et de multiplication pour convertir
un courant en ses multiples et sous-multiples :
TABLEAU 3
CONVERSION AMPERES
amp re
amp re
milliamp re
milliamp re
milliamp re
microamp re
microamp re
:
:
x
:
x
x
x
1 000
1 000 000
= milliamp re
= microamp re
1 000
1 000
1 000 000
= amp re
= microamp re
= nanoamp re
1 000
1 000 000
= milliamp re
= amp re
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine
11
Cours dElectronique Premier niveau
L E C O U R S
10
20
30 40
0
50
VOLTS
10
20
30 40
0
50
VOLTS
12 V
Fig. 33 : Linstrument appel
voltm tre sapplique toujours
entre les p les positif et n gatif,
pour mesurer le d s quilibre
d lectrons qui existe entre les deux
p les. Voir les exemples des
r cipients pleins deau dans les
figures 15 et 16.
2
3
4
1
5
0
AMPERES
Fig. 34 : Linstrument appel
amp rem tre sapplique toujours
en s rie sur un fil, pour mesurer
le passage d lectrons. Les
amp res ne sont pas influenc s par
la tension, donc 1 amp re peut
s couler sous des tensions de
4,5 - 9 - 24 - 220 volts.
La formule permettant dobtenir les
watts est tr s simple :
1
0
2
3
4
5
AMPERES
0,5 A
Fig. 35 : Une ampoule aliment e par une tension de 12 volts, absorbe un
courant de 0,5 amp re et d bite une puissance lumineuse de 6 watts.
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Pour calculer la puissance, il suffit de multiplier les volts par les amp res :
12 volts x 0,5 amp re = 6 watts
En connaissant les watts et les volts,
nous pouvons conna tre les amp res
absorb s en utilisant la formule sui-
vante :
amp re = watt : volt
Une lampe dune puissance de 6 watts
devant tre aliment e avec une tension
de 12 volts, absorbera un courant de :
6 : 12 = 0,5 amp re
A pr sent que vous savez que le watt
indique 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 40
watts.
De la m me mani re, pour deux am-
poules, lune de 50 watts et lautre de
100 watts, la seconde consommera
une puissance double de celle consom-
m e par la premi re mais mettra ga-
lement le double de lumi re !
Le multiple des watts est appel :
- kilowatt
et ses sous-multiples :
- milliwatt
- microwatt
Les
g n rateurs
de tension
Les g n rateurs de tension les plus
communs sont les piles que nous pou-
vons trouver dans le commerce, sous
diverses formes et dimensions (voir fi-
gure 37).
Chaque pile peut fournir, selon son mo-
d le, une tension de 1,5 - 4,5 - 9 volts.
Il existe des g n rateurs de tension re-
chargeables, dont, par exemple, les ac-
cumulateurs au nickel/cadmium
(Ni/Cd) qui fournissent une tension de
watt = volt x amp re
Les mesures de puissance les plus utilis es
dans le domaine de l' lectronique sont :
W = watt
mW = milliwatt
W = microwatt
Une lampe de 12 volts - 0,5 amp re
absorbe donc une puissance de :
12 x 0,5 = 6 watts
En connaissant les watts et les am-
p res, nous pouvons conna tre la va-
leur de la tension dalimentation, en
utilisant la formule contraire, cest- -
dire :
volt = watt : amp re
Si nous avons une lampe de 6 watts
qui absorbe 0,5 amp re, sa tension
dalimentation sera de :
6 : 0,5 = 12 volts
watts = V x A
amp res = W : V
volts = W : A
Dans le tableau 4 nous reportons les facteurs
de division et de multiplication pour convertir
une puissance en ses multiples et sous-multiples :
TABLEAU 4
CONVERSION
WATT
watt
watt
watt
milliwatt
milliwatt
microwatt
x
:
:
x
:
x
1 000
1 000
1 000 000
= kilowatt
= milliwatt
= microwatt
1 000
1 000
1 000
= watt
= microwatt
= milliwatt
ELECTRONIQUE et Loisirs magazine
12
Cours dElectronique Premier niveau
la tension, qui reste toujours de 4,5
volts, mais seulement la puissance dis-
ponible.
En pratique nous avons doubl lauto-
nomie de la pile, cest- -dire que si une
seule pile pouvait tenir allum e lam-
poule pendant 10 heures, en reliant
deux piles en parall le, nous r ussi-
rions la garder allum e pendant 20
heures.
Maintenant, reliez le positif dune pile
au n gatif de la seconde (voir figu-
re 40), puis reliez une ampoule aux
deux extr mit s des piles et vous no-
terez une augmentation de la lumino-
sit .
Ce branchement, appel s rie, a dou-
bl la valeur de la tension qui est mon-
t e de :
4,5 volts 4,5 + 4,5 = 9 volts.
Si par erreur, vous reliez le n gatif
dune pile avec le n gatif de la secon-
de pile et sur les deux extr mit s po-
sitives (voir figure 40 droite) vous re-
liez lampoule, celle-ci restera teinte
parce que les lectrons de m me po-
larit se repoussent.
Le m me ph nom ne se produit si on
branche le positif dune pile au positif
dune deuxi me pile.
Important
Nous pouvons relier en parall le ga-
lement deux - trois - quatre piles,
condition quelles d bitent la m me
tension et donc, relier en parall le deux
ou plusieurs piles de 4,5 volts ou en-
core deux ou plusieurs piles qui d bi-
tent 9 volts. Par contre, nous ne pou-
vons pas relier en parall le une pile 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 moins
de lumi re quune lampe de 100 watts, et quun moteur lectrique de 1 000
watts distribue plus de puissance quun moteur de 500 watts. Plus le nombre
de watts de la lampe, du moteur ou du circuit que nous alimentons est
important, plus sont nombreux les amp res absorb s par la source.
Procurez-vous deux piles carr es de
4,5 volts, une ampoule de 6 volts mu-
nie de sa douille et un morceau de fil
de cuivre isol plastique pour installa-
tions lectriques.
En reliant les deux extr mit s de lam-
poule une seule pile (voir figure 39),
vous verrez sallumer lampoule.
Si vous prenez les deux piles et que
vous reliez entre eux les deux p les po-
sitifs et les deux p les n gatifs, en
branchant lampoule, vous la verrez cet-
te fois encore sallumer, avec la m me
intensit que pr c demment.
Cette liaison, appel e parall le (voir fi-
gure 39), na pas modifi la valeur de
1,2 volt ou encore, des accumulateurs
au plomb (vulgairement appel s bat-
teries ), normalement install s sur
tous les v hicules et qui, g n ralement,
fournissent une tension de 12,6 volts.
Il existe aussi des g n rateurs pouvant
transformer la lumi re en une tension,
et qui sont pour cette raison appel s
cellules solaires (voir figure 17).
Certains g n rateurs fonctionnent avec
le mouvement. Par exemple la dynamo,
install e sur toutes les bicyclettes (voir
figure 18) ou les alternateurs, instal-
l s sur les v hicules, pour recharger la
batterie.
Rappel : les dynamos install es sur les
bicyclettes g n rent une tension al-
ternative.
Dans chaque appartement, on retrou-
ve les prises lectriques desquelles on
peut pr lever une tension alternative
de 220 volts.
Le g n rateur de tension appel trans-
formateur est utilis en lectronique
pour abaisser la tension alternative
220 volts du secteur des tensions
inf rieures, par exemple 9 - 12 - 20 -
30 volts. Ces m mes transformateurs
peuvent galement tres construits
pour lever une tension, par exemple
110 220 volts.
1er exercice
Le premier exercice que nous vous pro-
posons, vous permettra de constater
ce qui arrive si lon relie en s rie ou en
parall le deux sources dalimentation.
Fig. 37 : Dans le commerce, on peut trouver des piles de tensions et de
dimensions diverses. La capacit dune pile est exprim e en amp re/heure. Une
pile de 3 Ah se d charge en une heure si lon pr l ve 3 amp res, en deux
heures si lon pr l ve 1,5 amp re et en 30 heures si lon pr l ve 0,1 amp re.
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L E C O U R S
10
20
30 40
0
50
VOLTS
VOLTS
13,5
4,5 V
4,5 V.
4,5 V
Fig. 39 : En reliant une pile une ampoule, celle-ci sallume.
En reliant en parall le deux piles, nous modifions seulement la capacit
de la source, donc la luminosit de lampoule ne varie pas.
En reliant en s rie (voir figure 40 gauche) deux piles, la luminosit double,
car nous augmentons le d s quilibre des lectrons.
4,5 V
9 V
Fig. 41 : En reliant en s rie une...