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Condensateur

Condensateur

Un condensateur est un dispositif quelconque pouvant emmagasiner une charge électrique ; ainsi, deux conducteurs (fils) électriques parallèles forment un « condensateur ». Condensateur peut également être employé comme synonyme de condenseur. condenseur

Composant électrique ou électronique

Le mot condensateur peut désigner spécifiquement un composant électrique ou électronique conçu pour pouvoir emmagasiner une charge électrique importante sous un faible volume ; il constitue ainsi un véritable accumulateur d'énergie. Leyde construisit le premier condensateur : la bouteille de Leyde.
- Un condensateur est constitué fondamentalement de deux conducteurs électriques ou armatures très proches l'un de l'autre, mais séparés par un isolant ou diélectrique. :La charge électrique emmagasinée par un condensateur est proportionnelle à la tension appliquée entre ses 2 armatures. Aussi, un tel composant est-il principalement caractérisé par sa capacité, rapport entre sa charge et la tension. :La capacité électrique d'un condensateur se détermine essentiellement en fonction de la géométrie des armatures et de la nature du ou des isolants ; la formule simplifiée suivante est souvent utilisée pour estimer sa valeur :

C = \epsilon

:avec S : surface des armatures en regard, e distance entre les armatures et ε la permittivité du diélectrique.
- L'unité de base de capacité électrique, le farad représente une capacité très élevée, rarement atteinte (à l'exception des super-condensateurs) ; ainsi, de très petits condensateurs peuvent avoir des capacités de l'ordre d'1 picofarad.
- Une des caractéristiques des condensateurs est leur tension de service, qui dépend de la nature et de l'épaisseur de l'isolant entrant dans leur constitution. Un dépassement, même bref, de cette tension de service peut entraîner un claquage irrémédiable de l'isolant (décharge électrique destructrice à travers l'isolant). :La recherche de la plus forte capacité pour les plus faibles volume et coût de fabrication conduit à réduire autant que possible l'épaisseur d'isolant entre les deux armatures ; comme la tension de claquage diminue également dans la même proportion, il y a souvent avantage à retenir les meilleurs isolants. claquage

Les différentes catégories de condensateurs

De nombreuses techniques, souvent à base de chimie, ont permis d'améliorer sensiblement les performances des condensateurs.
- Les condensateurs non polarisés, souvent de plus faible valeur (nF ou µF) sont le plus souvent de technologie « mylar » ou « céramique »
- Les condensateurs dits polarisés sont sensibles à la polarité du courant électrique qui leur est appliqué : ils ont une borne négative et une positive. Ce sont les condensateurs de technologie « chimique » et « tantale ». Une erreur de branchement ou une inversion accidentelle de la tension conduit généralement à leur destruction, qui peut être très brutale, voire explosive ;
- Les super-condensateurs (ultracapacitor) non polarisés ont une énorme capacité mais une faible tenue en tension (2,5 V par élément). Ils ont été développé suite aux recherches effectuées pour améliorer les accumulateurs. La capacité qui peut dépasser la centaine de Farad est obtenue grâce à l'immense surface développée d'électrodes sur support de charbon actif.

Séries de valeurs normales

La liste des valeurs disponibles est définie par la norme CEI 60063.

Calcul des circuits comportant un ou des condensateur(s)

L'intensité qui traverse un condensateur ne dépend pas directement de la tension à ses bornes, mais de la variation de cette tension. Ainsi, on écrit généralement l'équation (en convention récepteur,

q

étant la charge de l'armature sur laquelle arrive

i

i= \frac \,

q étant la charge de l'armature en coulomb.

q= C \cdot u \,

i= C \cdot \frac \,

C étant la capacité du condensateur en farad. On peut ainsi en déduire l'impédance du condensateur alimenté par une tension fonction sinusoïdale du temps :

Z =  =  \,

La transformation complexe appliquée à la tension et à l'intensité permet de déterminer l'impédance complexe :

\underline Z = \frac =  = -\frac\,

Ces relations montrent bien qu'un condensateur se comporte comme un circuit ouvert (impédance infinie) pour une tension continue et tend à se comporter comme un court-circuit (impédance nulle) pour les hautes fréquences. Pour ces raisons, ils sont utilisés pour réaliser des filtres, parfois en association avec des inductances.

Puissance consommée

La puissance consommée est égale à :

P = u \cdot i = u \cdot C \frac \,

En utilisant la transformation mathématique suivante :

\frac  =u \cdot \frac + \frac\cdot u = 2 \frac\cdot u  \,

on obtient la relation :

P = \frac \cdot  C  \frac \,

La puissance instantanée reçue par un condensateur est liée à la variation du carré de la tension à ses bornes : si celui ci augmente, le condensateur consomme (absorbe) de la puissance. Il en fournit (en restitue) dans le cas contraire. L'énergie échangée entre 2 instants ti et tf vaut :

W = \frac \cdot  C  (u^2_-u^2_) \,

Il en résulte qu'il est difficile de faire varier rapidement la tension aux bornes d'un condensateur et ceci d'autant plus que la valeur de sa capacité sera élevée. Cette propriété est souvent utilisée pour supprimer des variations de tension non désirées (filtrage).

Lois d'association

Association en parallèle

Lorsque deux condensateurs sont placés en parallèle, donc soumis à la même tension, le courant à travers cet ensemble est la somme des courants à travers chacun des condensateurs. Ceci a pour conséquence que la charge électrique totale stockée par cet ensemble est la somme des charges stockées par chacun des condensateurs qui le composent :

Q = Q_1 + Q_2 = C_1 U  + C_2 U = (C_1 + C_2) U = C_ U \,

donc :

C_ = (C_1 + C_2)   \,

Ce raisonnement est généralisable à n condensateurs en parallèle. Le condensateur équivalent à n condensateurs en parallèle a pour capacité la somme des capacités des n condensateurs considérés. Précaution : La tension maximale que peut supporter l'ensemble est celle du condensateur dont la tension maximale est la plus faible.

Association en série

Lorsque deux condensateurs sont en série, donc soumis au même courant, il en résulte que la charge stockée par chacun d'eux est identique.

Q = Q_1 = Q_2 = C_1 U_1  = C_2 U_2 =  C_ U \,

U = \frac = U_1 + U_2 =  \frac + \frac \,

d'où

\frac =  \frac + \frac \,

Ce raisonnement étant généralisable à n condensateurs, on en déduit : Le condensateur équivalent à n condensateurs en série a pour inverse de sa capacité la somme des inverses des capacités des n condensateurs considérés. Remarque : Cette association est généralement une association de n condensateurs identiques ayant pour but d'obtenir un ensemble dont la tension maximale qu'il peut supporter est égale à n fois celle des condensateurs utilisés, ceci au prix d'une division de la capacité par n.

Voir aussi

- Supercondensateur catégorie:composant électronique catégorie:composant passif catégorie:électrotechnique ja:コンデンサ th:ตัวเก็บประจุ

Condenseur

La condensation est le nom donné au phénomène physique où un gaz change d'état pour passer à un état condensé (solide ou liquide). Par abus de langage, la condensation désigne aussi le passage d'un gaz à l'état liquide, mais cette transformation s'appelle la liquéfaction. Dans le langage courant, si l'on parle simplement de condensation, c'est à la condensation liquide que l'on fait référence. Mais pour plus de précision, il vaut mieux employer les expressions :
- condensation liquide (liquéfaction) ;
- condensation solide. Un dispositif de condensation est présent dans les systèmes de pompe à chaleur, utilisés notamment dans les dispositifs de climatisation et de froid industriel. Le terme sublimation est encore parfois utilisé pour désigner le changement d'état du gaz vers le solide, ou l'inverse, sans passer par l'état liquide.

voir aussi

- Condensat de Bose-Einstein.
- Distillation : la condensation du distillat s'obtient par le passage au travers d'un serpentin immerge dans un bain d'eau froide. Catégorie : Thermodynamique

Électrique

Électricité est un mot provenant du grec élecktron signifiant ambre jaune. Les anciens Grecs avaient découvert : qu’en frottant l’ambre jaune, celle-ci produisait une attirance sur d’autres objets et, parfois des étincelles. Ils ont donc appelé cette force électricité, sous cette forme elle est dite « statique ». L’électricité est une manifestation énergétique due aux différentes charges de la matière. La charge électrique est une des propriétés de la matière, celle-ci respecte une loi de conservation. Il y a deux types de charges électriques :
- La charge positive : qui est engendrée par les protons, les positrons et les trous d’électron.
- La charge négative : elle est due aux électrons. Par expérience on démontre que des objets porteurs de charges identiques se repoussent et, que ceux porteurs de charges opposées s’attirent. Charles de Coulomb en a déduit la loi de Coulomb, qui décrit quantitativement la force d’attraction ou de répulsion provoquée par les charges électriques. L’unité de charge du système international (SI) est le coulomb.

Histoire de l'électricité

Vers l’an -600, Thalès de Milet rapporte dans ses écrits des expériences sur l'électricité. Il s'agit de l'électricité statique qui est produite en frottant de l’ambre avec de la laine ou des peaux. Au , William Gilbert, médecin de la reine d’Angleterre, donne le nom d’électricité au phénomène. En 1752, Benjamin Franklin démontre que la foudre est un phénomène dû à l'électricité. En 1799, Alessandro Volta invente la pile électrique en empilant alternativement des disques de métaux différents (cuivre, zinc) séparés par des disques de feutre imbibés d’acide. En 1820, Hans Christian Orsted découvre la relation entre électricité et magnétisme, dont les lois seront décrites par André Marie Ampère, Michael Faraday, Jean-Baptiste Biot et Félix Savart, pour être finalement mise en forme par James Clerk Maxwell. En 1897, Joseph John Thomson démontre l'existence et le rôle de l’électron.

Analogie électrohydraulique

Dans la pratique, l’électricité est désignée comme courant électrique. Par analogie avec l’eau circulant dans des tuyaux, l’électricité circule dans des conducteurs (fils). Cette analogie peut aider à comprendre les notions de :
- Courant ou intensité du courant électrique, souvent notée I, mesurée en ampères [A] (débit d'eau dans le tuyau)
- Tension ou différence de potentiel, notée U, exprimée en volts [V] (différence de pression entre deux points du circuit d'eau)
- Résistance, notée R, exprimée en ohms [Ω], qui est la faculté de freiner plus ou moins le passage du courant (écrasement ou chicane dans le tuyau) Précisions et développements de l'analogie hydraulique pour U, R et I, mais aussi les sources de tension (continue ou alternative), les points de masse, les condensateurs et les inductances : [http://www.electrons.ch/hydraulique.htm Analogie hydraulique]

Convention et pratique

Dans la convention dite « récepteur », le courant électrique circule du pôle positif vers le pôle négatif. Ce sens s'entend en dehors des générateurs d’électricité donc dans les câbles d’alimentation et les appareils. Ceci est indépendant du sens de circulation des particules portant les charges. Ainsi, dans la convention récepteur, cations et trous d'électrons se déplacent dans le sens du courant, tandis que les électrons et les anions se déplacent en sens inverse du courant. Dans la convention dite « générateur », utilisée pour décrire l'intérieur des générateurs de courant, le courant est au contraire orienté du moins vers le plus.

Vitesse de l’électricité

Le sujet de la vitesse de l’électricité n’est pas aussi évident qu’il ne paraît. Il faut distinguer deux phénomènes : # la vitesse de l’information, # la vitesse des charges. La vitesse de l’information : correspond à la vitesse de mise en marche des l’électrons (ou porteurs de charge). Pour illustrer cette différence, prenons l’image d’une file d'automobiles arrêtées à un feu rouge. Lorsque le feu passe au vert, la première voiture démarre, puis une seconde après la deuxième voiture démarre, encore une seconde et c'est la troisième qui bouge… Si on estime qu’il y a une voiture tous les 4 mètres, on voit que l’information se déplace à une vitesse de 4 m/s. Cette vitesse est très différente de la vitesse d'une automobile qui démarre soit environ 1 km/h, représentant 0.28 m/s.

Vitesse de l'information

Pour le courant électrique, la vitesse de l’information est la vitesse de la lumière dans le milieu, soit environ 226 000 km/s dans l’eau (courant électrique dans une solution saline) et 273 000 km/s dans le cuivre (courant électrique dans un fil). Autant dire qu'un électron démarre et atteint sa vitesse de croisière instantanément, par contre il n'accélère plus ensuite. Lorsqu'on ferme l’interrupteur, on crée un champ électrique. Cette variation de champ électrique se propage à l'appareil alimenté. Ainsi, dans le cas d’une ampoule reliée à un interrupteur par un fil de cuivre de 10 m, l’ampoule s’allume 4.10^-8 secondes après la fermeture de l’interrupteur (40 ns ou encore quatre centièmes de millionième de seconde).

Vitesse de déplacement des charges

Les charges, elles, se déplacent beaucoup plus lentement, environ 60 cm par heure dans un fil de cuivre. Ainsi, lorsqu’on allume la lumière, ce n’est pas un flot d'électrons sortant du générateur qui suit le fil, passe par l’interrupteur, par l’ampoule et finit par retourner au générateur. En fait, le courant domestique étant alternatif (50 ou 60 Hz selon les pays), les électrons font des allers-retours 50 ou 60 fois par seconde (ils ne bougent quasiment pas). Les électrons sont les maillons d’une chaîne reliant la centrale électrique et l’ampoule des deux côtés ; quand on tire une charge avec une chaîne, le maillon que la main tient ne rencontre jamais la charge, d'autant plus si on inverse régulièrement le sens de traction.

Les différents domaines de l’électricité

L’électricité fait partie d’une discipline plus vaste, l’électromagnétisme, qui regroupe les phénomènes électriques et magnétiques suivants :
- L’électrostatique : Les systèmes de charges électriques à l’équilibre ;
- La magnétostatique : Les phénomènes créés par un champ magnétique statique ;
- L’électrocinétique : Les courants électriques sans les phénomènes magnétiques ;
- L'électrodynamique : Les interactions dynamique entre courants électriques ;
- L’électronique : L'utilisation de tension, de courants généralement faibles et de phénomènes quantiques. L’électronique sert essentiellement pour le transfert, le contrôle et le traitement de l’information ;
- L’électrotechnique : L’utilisation de tensions, de courants moyens à forts pour des applications domestiques et industrielles (chauffage, transformateurs, moteurs électriques, électrolyse, électroménager, distribution, automatisation, ...) ;
- La radioélectricité : Les transmissions par ondes électromagnétique.

Phénomènes électriques naturels

La cohésion des atomes de la matière fait intervenir des interactions électriques dans toute la matière. Les cristaux ioniques (sels) en sont un exemple spectaculaire. En général, il s’agit de phénomènes ni très visibles, ni évidents, mais ils sont fondamentaux ; les forces électromagnétiques et électrofaibles font partie des interactions fondamentales qui structurent tout l’univers.
- Les circulations de charge interviennent dans de nombreux phénomènes naturels, et notamment dans les réactions d’oxydo-réduction comme la combustion.
- La bioélectricité est un domaine de la physiologie concernant la maîtrise de l’électricité chez les organismes vivants. Exemple :
- La sensibilité du requin au champ électrique, ou la production d’électricité par l’anguille et par certains poissons.
- L’influx nerveux (transmission de l’information par les nerfs) est un phénomène électrique (propagation d’une variation de tension par polarisation/dépolarisation de la membrane des neurones).
- Le champ électromagnétique terrestre est créé par des courants électriques circulant dans le noyau de notre planète.
- La triboélectricité, ou électricité statique, résulte de la friction entre matériaux naturels ou artificiels.
- Le phénomène naturel électrique et particulièrement triboélectrique le plus spectaculaire est la foudre. C’est une décharge électrique de très forte puissance, résultant des charges électriques accumulées par les nuages d’orages.

Phénomènes électriques parasites

Les bruits électromagnétiques et radioélectriques sont le résultat de tous les courants électriques induisant une multitude de champs et signaux parasites.
(cf. [http://stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/cem.htm La compatibilité électromagnétique])

Les applications humaines

- L'électrotechnique : applications domestiques et industrielles (production, transformation, transport/distribution et utilisation) :
- La génération de l’électricité dans les centrales électriques ;
- L’éclairage, le chauffage, la climatisation ;
- Les moteurs électriques ;
- L’électrolyse et ses dérivés, le stockage d’électricité : Batterie d'accumulateur.
- L’électronique : applications des techniques issue des recherches en électronique :
- Le téléphone, la radiodiffusion, la télévision, la sonorisation ;
- L’informatique, les automates, les communications numériques (internet, réseaux).
- Les applications médicales et thérapeutiques :
- Les systèmes d’exploration interne (radiographie, scanner, résonance magnétique, endoscopie) ;
- Les thérapies (radiothérapie, électropuncture, stimulateur cardiaque, prothèse).

La production d'électricité

La méthode la plus courante pour produire de grandes quantités d'électricité est d'utiliser un générateur, convertissant une énergie mécanique en une tension alternative. D'une manière générale la source n'est pas forcément mécanique. Cette énergie d'origine est la plupart du temps obtenue à partir d'une source de chaleur, issue elle-même d'une énergie naturelle, telles les énergies fossiles, pétrole, nucléaires ou une énergie renouvelable l'énergie solaire. On peut également directement utiliser une énergie mécanique, l'énergie hydraulique ou l'énergie éolienne.

Les métiers de l’électricité

- Ingénieur en électrotechnique.
- Dessinateur électrotech.
- Électrotechnicien
- Électricien : (bâtiment, industrie, tertiaire, marine, aéronautique)
- Bobineur
- Câbleur
- Tireur de câbles

Notes

L’eau a un indice de réfraction de 1,33 et le cuivre de 1,1

Voir aussi

- de Wimshurst
- Production d'électricité
- Prise électrique
- Réseau électrique
- Triboélectricité

Liens externes

- [http://www.inrp.fr/lamap/scientifique/electricite/idees_recues/accueil.html Idées reçues sur l'électricité], Institut national de recherche pédagogique (INRP)
- [ftp://ftp2.surrealiste.org/surrealiste/livres/elec-propre.pdf Produire son électricité propre] (dossier surrealiste.org)
- Catégorie:Électromagnétisme ja:電気 ko:전기 simple:Electricity

Électronique

__NOTOC__ =Introduction= L’électronique est une science appliquée, c'est aussi l’un des arts de l’ingénieur. En raison du succès des appareil fonctionnant grâce à l'électronique et de leur impact sur la vie courante, le grand publique confond souvent l’électronique avec la cybernétique, ou science des automatismes, aussi bien que l'informatique dans sa partie matériel (hardware).
- Cet article commence par décrire l’électronique comme une branche de la connaissance. Les contributeurs se sont attachés à donner des renseignements sur l’état actuel de l’électronique, ne s’intéressant à l’électronique qu’en tant que discipline scientifique. Ils en fournissent une description selon le schéma suivant : # Objet d’étude; # Structures de connaissance; # Méthodes.
- L’article se poursuit ensuite avec des informations et des descriptions d'ordres pratiques, renvoyant bien souvent le lecteur à des articles plus détaillés sur de tel ou tel domaine particulier. __TOC__ =1^ère Partie=

Définition

: L’électronique est une science technique ou science de l’ingénieur, qui étudie et conçoit les structures effectuant un traitement non linéaire des signaux électriques, c-à-d. courant électrique ou tension électrique, porteurs d’information ou d’énergie. Dans cette définition la notion de l’information est considérée dans le sens le plus large : elle désigne toute grandeur (physique, telle la température ou la vitesse, ou abstraite, tel un son, une image, un code) qui évolue en temps réel selon une loi inconnue à l’avance. Comme tous les automatismes, les systèmes électroniques bien conçus comportent deux parties :
- l’une, opérative, gère les signaux de puissance porteurs d'énergie (courants forts) ;
- l’autre, informationnelle, gère les signaux porteurs d’information (courants faibles). Dans les systèmes électroniques classiques traitant l’information, celle-ci est codée par les tensions et les courants électriques. Les applications de l’électronique peuvent être subdivisées selon la finalité de l’action qu’elles visent : le traitement de l’information à proprement parler ou la commande. Les premières englobent les domaines comme l’informatique, les télécommunications, les mesures (prélèvement et stockage de l’information), etc. Les applications de commande ont pour objet le contrôle du fonctionnement d’un système naturel ou technogène. Un contrôle implique généralement une mesure du paramètre contrôlé, sa comparaison avec le modèle et, en cas d’erreur, la génération d’une consigne de correction. Ainsi, un contrôle peut être vu comme une succession d’opérations de traitement du signal : ceci renvoie à la définition générale donnée plus haut.

Structure de la science : disciplines de l’électronique

L’électronique est une famille de disciplines se distinguant suivant le type de signal traité, la famille d’application ou encore le niveau hiérarchique qu’occupe l’élément étudié dans le système global.

Classement selon le type du signal traité

Signal informationnel analogique : électronique analogique

La discipline s’intéressant au traitement des signaux analogiques, c’est-à-dire évoluant d’une façon continue dans le temps et pouvant prendre des valeurs appartenant à un espace de valeurs continu s’appelle « électronique analogique ». La plupart des systèmes physiques le sont, car les grandeurs physiques évoluent le plus souvent d’une façon continue (par exemple, la température).

Signal informationnel numérique : électronique numérique

Par opposition, l’électronique numérique s’intéresse au traitement des signaux dont l’espace de valeurs est discret. Ainsi le nombre de valeurs que peuvent prendre ces signaux est limité. Celles-ci sont codées par des nombres binaires. Dans le cas le plus simple, un signal numérique ne peut prendre que deux valeurs : 1 et 0. L’électronique numérique est utilisée le plus souvent dans des systèmes contenant un microprocesseur ou un microcontrôleur. Par exemple, un ordinateur est un appareil constitué dans sa plus grande partie par de l’électronique numérique. A l’heure actuelle les circuits en électronique numérique sont en train de remplacer tous les circuits en électronique analogique. On peut observer ce changement directement en regardant les caméscopes ou les appareils photo numériques mais c’est vrai dans tous les domaines. Par contre, il ne faut pas oublier que comme les valeurs discrètes n’existent pas physiquement, des phénomènes d’électronique analogique peuvent survenir dans les circuits numériques, notamment dans les hautes fréquences. La fréquence (ou fréquence d’horloge), exprimée en Hertz (Hz) d’un circuit numérique représente le nombre de changements d’état possibles d’une valeur par seconde.

Électronique mixte

On parle également de l’électronique mixte, il s’agit alors d’un système dans lequel coexistent les signaux numériques et analogiques. Les modules particuliers à cette discipline sont le Convertisseur Numérique-Analogique (CNA) et le Convertisseur Analogique-Numérique (CAN). Ils permettent de transformer un signal analogique en signal numérique et vice versa, en réalisant ainsi une interface entre les modules purement analogiques et purement numériques. Par exemple, un thermomètre à affichage numérique prélève la température (qui est une grandeur analogique), mesure sa valeur, la code en une séquence numérique et puis l’affiche sur un écran. Ainsi, les deux premières opérations sont effectuées par des modules de l’électronique analogique, la troisième nécessite une conversion numérique-analogique et la dernière relève d’un traitement numérique.

Signal de puissance : électronique de puissance

L’électronique de puissance est l’ensemble des techniques qui s’intéressent à l’énergie contenue dans les signaux électriques, contrairement aux autres disciplines électroniques, qui elles s'intéressent principalement à l’information contenue dans ces signaux. La gamme de puissance traitée en électronique de puissance varie de quelques micro Watt à plusieurs Mégawatts. L’électronique de puissance repose sur des dispositifs permettant de changer la forme de l’énergie électrique, (convertisseurs) et des dispositifs transducteurs (le plus couramment des turbines et des moteurs électriques). L’électronique de puissance a comme champ d’application l’électrotechnique domestique et industrielle où elle remplace les anciennes solutions électromécaniques.

Classement suivant la hiérarchie de l’objet d’étude

D’une façon indépendante de l’application, certaines disciplines de l’électronique sont définies suivant la place qu’occupe l’objet de l’étude dans la hiérarchie d’un système électronique.

Physique des composants - technologies de l’électronique

Au niveau le plus bas se situe un composant, ou un dispositif électronique. La branche s’intéressant à la conception et à l’étude d’un composant électronique élémentaire s’appelle « physique des composants ». Elle est connexe au savoir-faire technologique, qui lui regroupe l’ensemble des connaissances et outils nécessaires pour fabriquer un composant. On parle ainsi de la « technologie de l’électronique ». Les domaines de la technologie et de la physique des composants électroniques font essentiellement appel aux compétences dans les sciences fondamentales, telles que la physique du solide et des procédés chimiques. Même si ces activités sont vitales pour l’électronique, elles ont peu à voir avec l’électronique en tant que génie du traitement du signal. On devrait plutôt les gérer comme une porte d’entrée du monde de la physique fondamentale vers la science appliquée qu’est l’électronique. Les composants de base de l’électronique sont les transistors, les résistances, les condensateurs, les diodes, etc.

Génie électronique : théorie et conception des circuits électroniques

Un circuit électronique est le principal objet d’étude de la science de l’électronique. Un circuit électronique est un système incluant plusieurs composants électroniques associés. Le mot circuit vient du fait que le traitement s’effectue grâce à des courants électriques circulant dans les composants interconnectés. La branche étudiant les propriétés des circuits électroniques s’appelle « théorie des circuits ». La discipline qui étudie la méthodologie permettant de réaliser une fonction de traitement particulière à base d’un circuit s’appelle « conception des circuits électroniques ». Les systèmes électroniques modernes comportent des centaines de millions de composants élémentaires. Pour cette raison le génie des circuits électroniques ne s’intéresse qu’à la réalisation de fonctions (ou modules) relativement simples, nécessitant quelques dizaines de composants.

Classement suivant la taille des circuits électroniques

Le classement précédent se recoupe avec un classement suivant la taille des circuits électroniques considérés.

Électronique des tubes à vide

Comme son nom l’indique, elle recourt à des tubes à vide, ou tubes électroniques comme composants actifs élémentaires (diodes à vide, triodes, tétrodes, pentodes...). Elle ne subsiste guère plus aujourd’hui que sous la forme des tubes cathodiques des récepteurs de télévision et de certains composants d’émetteurs radio de très forte puissance, et ces tubes-là sont d’ailleurs eux aussi en voie de disparition.

Électronique individuelle

Elle recourt à des composants élémentaires individuels ( non-intégrés) assemblés le plus souvent sur des cartes électroniques. Cette électronique n’est plus guère utilisée que pour des montages expérimentaux ou dans le cadre de l’électronique de loisir, car elle a été supplantée par la micro-électronique.

Micro-électronique

Ce vocable est né du processus de la miniaturisation des composants électroniques élémentaires. Cette miniaturisation a commencé dans les années cinquante avec la naissance des semi-conducteurs, elle a atteint une phase presque extrême aujourd’hui. En effet, depuis six décennies la taille des composants élémentaires n’a cessé de diminuer, pour atteindre des dimensions de l’ordre de quelques dizaines de nanomètres. Ces progrès sont devenus possibles grâce aux avancées dans les procédés de traitement des matériaux semi-conducteurs, notamment du silicium, qui ont permis de réaliser plusieurs millions de composants élémentaires sur une surface de quelques millimètres carrés. Ainsi, la micro-électronique s’intéresse aux systèmes électroniques utilisant des composants de dimensions micrométriques et nanométriques. L’expression « électronique intégrée » est un synonyme de ce vocable : elle évoque une ensemble de composants « intégrés » sur une seule puce de semi-conducteur.

Nano-électronique et électronique moléculaire

Par ailleurs, en parlant des systèmes de l’électronique moderne, le préfixe « micro » commence à être obsolète, dans la mesure où l’on voit apparaître des composants dont la taille se mesure en nanomètres et parfois comparable à celle des molécules. On évoque ainsi la nano-électronique, les nanotechnologies et l’électronique moléculaire. Des avancées techniques récentes permettent même d’envisager la conception de composants basés sur la propriété des électrons et de leur spin : la spintronique.

Microsystèmes

Depuis quelques années, avec les progrès dans les micro- et nano-technologies, on observe une fusion des systèmes appartenant à différents domaines techniques (mécaniques, thermiques, optiques...) autour des circuits et systèmes électroniques. Ces fusions sont souvent appelées « systèmes à traitement de signal multi-domaine », ou « systèmes multi-domaines ». A l’origine de ces progrès sont les procédés d’usinage du silicium très évolués, qui permettent de réaliser des structures tridimensionnelles sur les mêmes cristaux de silicium avec les circuits électroniques. Cette proximité offre une interpénétration des traitements traditionnellement se déroulant dans des domaines différents, et une coexistence des signaux de différentes natures physiques (thermique, mécanique, optique...) dans un même système.

Systèmes microélectromécaniques

Ainsi, dans les années 1990 la véritable révolution technologique a eu lieu avec l’apparition des systèmes micro-électro-mécaniques (en anglais MEMS comme MicroElectroMechanical Systems). Il s’agit de mécanismes classiques tels que des résonateurs, poutres, micromoteurs etc. réalisés sur silicium à l’échelle micrométrique. Ces différents éléments mécaniques sont mis en mouvement (actionnés) grâce aux forces générées par des transducteurs électromécaniques. Ceux-ci sont alimentés par des tensions produites avec des circuits électroniques avoisinants. Les transducteurs électromécaniques jouent alors le rôle de l’interface entre les domaines mécanique et électrique. Les transducteurs électrostatiques ou capacitifs y sont utilisés le plus souvent, bien que l’on puisse rencontrer des interfaces électromécaniques basées sur des phénomènes magnétiques et thermomécaniques. =2^eme Partie=

Historique rapide

Depuis le début du 19 siècle, au fur et à mesure des découvertes des possibilités de l’électricité, les composants et applications électroniques ont vu le jour, (parfois sans possibilité d’application immédiate ou de fabrication industrielle, ces découvertes ne seront utilisées que plus tard). Sans électronique et bien évidemment l’alimentation en électricité indispensable à son fonctionnement, la vie dans notre société moderne serait bien différente. Voir aussi les composants électroniques en général.

Base théorique

Un composant est un élément permettant de construire un circuit électrique où circule un courant électrique.

Composants passifs

- Un composant est dit passif quand il obéit à la Loi D'ohm généralisée, c’est-à-dire quand la tension U aux bornes du composant varie linéairement avec l’intensité I du courant qui y circule, ou que : :

U = Z.I + U_0 \,

- Ils n'ont pas pour fonction de modifier la nature du courant électrique qui les traverssent.
- Les composant dits passifs (résistance, condensateur, bobine, connecteur) ont vu leurs techniques de fabrication évoluer très sensiblement, suivant de près les améliorations technologiques.
- Par contre leur principe fondamentaux n’ont jamais été remis en question.

Composants actifs

- Un composant est dit actif lorsque celui-ci a pour but de modifier le ou les courants qui le traverse. Par exemple, les diodes, triode, les transistors, les thyristors, etc. sont des composants actifs.
- Au début, les composants actifs comprenaient uniquement des tubes électroniques.
- Depuis avec l'utilisation des semi-conducteur et entre autres l’invention du transistor en 1948, l’électronique grand public a envahie nos maisons, nos automobiles, le téléphone et toutes les machines de la vie courante.
- Les circuits intégrés, évolution intégré du transistor, gagnent de jour en jour en densité. Ceux-ci ont favorisé l’explosion de l’électronique moderne: analogique et surtout numérique.
- L’ère des micro-ordinateurs a pu voir le jour grâce aux avancées de l’électronique numérique.
- Lors des deux dernières décennies du , l’électronique a été associée aux possibilités de la lumière et de l’optique (laser et fibre optique) : l’Opto-électronique, pour fabriquer de nouvelles générations de machines électroniques.

Articles décrivant l’électronique

externe

- [http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/opto.htm Optoélectronique]

Métiers de l’électronique

- Électronicien
- Ingénieur en électronique
- Technicien en fabrication électronique

Outillage

- De base

- Alimentation réglable
- Fer à souder
- Multimètre
- Jeux de pinces
- Jeux de tournevis

- Évolué

- Analyseur logique, Émulateur
- Echomètre
- Générateur de signaux
- Oscilloscope
- Programmateur logique
- Simulateur logique
- Synthese logique
- Testeur de composant

Divers

- Alimentation.
- Protection.
- Codes DTMF.
- Micro-électronique.
- Électrotechnique.

Articles connexes

- Électrocinétique
- Électricité
- Algèbre de Boole
- Connectique
- Fonction logique
- Systèmes embarqués
- Langage de description matériel (HDL) = Liens externes =
- [http://perso.wanadoo.fr/f6crp/elec/index.htm Un traité d’électronique par F6CRP]
- [http://www.powerdesigners.com/InfoWeb/resources/pe_html/contents.htm Interactive Power Electronics Online course]
- [http://stielec.ac-aix-marseille.fr/ Ressources en génie électronique] catégorie:Électricité
- Electronique ja:電子工学 ko:전자공학 ms:Elektronik simple:Electronics th:อิเล็กทรอนิกส์

Accumulateur

Stockage d'énergie

Un accumulateur est un système de stockage d'énergie :
- un accumulateur électrique ou accumulateur ou accu, un dispositif électrochimique de stockage de l'électricité ;
- une batterie d'accumulateurs ou batterie, un boîtier regroupant plusieurs accumulateurs identiques ;
- une pile électrique rechargeable est constituée d'un ou plusieurs accumulateurs identiques ;
- un accumulateur de chaleur, un appareil accumulant la chaleur pour la restituer ensuite ;
- un accumulateur hydraulique ou accumulateur de pression hydraulique, un réservoir d'eau sous pression.

Informatique

- L'accumulateur est le registre recevant implicitement les résultats des instructions arithmétiques et logiques dans certains processeurs.

Société

- avarice pour le sens (vieilli) d'accumulateur d'argent et de biens

Voir aussi

- Stockage d'énergie
- Réservoir

Bouteille de Leyde

La bouteille de Leyde est l'ancêtre du condensateur. Elle fut réalisée la première fois en 1745 dans la ville de Leyde (ou Leiden) aux Pays Bas par Musschenbroek, Allaman et Cuneus qui essayaient d'électriser l'eau contenue dans une bouteille. La première application de ce condensateur était de donner des « commotions » (chocs électriques ou électrisations) au public dans les foires. Catégorie:Électricité ja:ライデン瓶

Conducteur (physique)

En physique, le contraire d'un conducteur est un isolant.

Électricité

Généralités

En électricité, un conducteur est un matériau qui contient des porteurs de charge électrique mobiles. Lorsque ce conducteur n'est soumis à aucun champ électrique ou, plus généralement, dans la situation décrite par la théorie de l'électrostatique, les porteurs de charge sont animés d'un mouvement aléatoire, ce qui fait qu'on n'observe aucun courant électrique, on dit que le conducteur est en équilibre électrostatique (voir conducteur en équilibre électrostatique). Lorsqu'on lui applique un champ électrique, le mouvement des porteurs de charges devient partiellement ordonné, ce qui fait qu'on observe un courant électrique. Par extension, un conducteur est un composant électrique ou électronique de faible résistance, servant à véhiculer le courant d'un point à un autre. On parle aussi de conducteur pour désigner les objets suivants : fil électrique, câble, piste, barre, strap, cordon.

Matériaux

- Parmi les matériaux conducteurs, on peut citer les métaux, les électrolytes (ou solutions ioniques) et les plasmas. (
- Il faut également noter que certains solides non métalliques sont conducteurs (par exemple le graphite).
- Le conducteur parfait n'existe pas. Il s'agit en général d'un conducteur ohmique.
- Les semi-conducteurs sont des cas particuliers : leur conductivité dépend de conditions physique externes.
- Un autre type de conducteurs est constitué par les supraconducteurs, des conducteurs dont la résistance ohmique devient strictement nulle dans certaines conditions.
- En dessous d'une certaine température dite «température critique» certains matériaux deviennent des supraconducteurs. Il est notable que ces matériaux ne sont pas forcément bons conducteurs à température normale
- Actuellement, la température critique la plus élevée est 138 K, soit -135°C.

Thermique

Un conducteur thermique est un matériau ayant une conductivité thermique élevée.
- Un conducteur thermique est utilisé pour conduire la chaleur. Dans cette fonction on appelle un conducteur un caloporteur, ce rôle est souvent dévolu à fluide (liquide ou gaz).
- Les conducteurs thermiques sont aussi utilisés pour évacuer ou dispersser la chaleur, notamment dans les radiateurs.
- Soit pour évacuer cette dernière, afin d'éviter l'échauffement excessif d'un système produisant des calories;
- Soit pour chauffer l'environnement (confort domestique) ou un produit (processus industriel). Les meilleurs conducteurs thermiques sont les métaux et certains fluides.

Rapport entre conduction thermique et conduction électrique

Un bon conducteur électrique est également un bon conducteur thermique (cas des métaux), un bon isolant électrique est également un bon isolant thermique. Ceci vient du fait que les deux phénomènes font intervenir les phonons, les « paquets d'onde » de vibration du matériau. Pour simplifier, disons que les atomes du matériau vibrent entre eux, et que ces vibrations sont concentrées en paquets, comme des grumeaux qui se déplacent. Le phénomène de résistance électrique est dû au freinage des électron par les phonons. Le phénomène de conduction thermique consiste à créer des phonons et en leur déplacement, puisque la température d'un solide représente son énergie de vibration. Il est donc logique que les deux soient liés. Catégorie:Électronique Catégorie:Électricité ja:導体

Isolant

Un isolant est un matériau qui permet d'empêcher les échanges d'énergie entre deux systèmes. On distingue les isolants électriques et les isolants thermiques. Le contraire d'un isolant est un conducteur.

Isolant électrique

En électricité et en électronique, l'isolant, ou diélectrique, est une partie d'un composant ou un composant, ayant pour fonction d'interdire le passage de tout courant électrique entre deux parties conductrices. Un isolant possède peu de charges et elles sont piégées. Contrairement à un matériau conducteur où les charges sont nombreuses et libres de se déplacer sous l'action d'un champ. La faculté d'un matériau à être isolant peut aussi être expliqué par la notion de bandes d'énergie.

Isolant thermique

En thermique, un isolant est un matériau ayant une faible conductivité thermique. Il permet d'éviter les fuites de chaleur (refroidissement) ou l'entrée de la chaleur (« garde au frais »). Les isolants les plus utilisés dans les applications courantes sont :
- les matériaux naturels dans la construction : bois, laine (de mouton, de bois, de chanvre...), paille, ouate de cellulose...
- les matériaux industriels dans la construction : laine de verre, laine de roche...
- les polymères : plastique, caoutchouc...
- l'air emprisonné : dans les fils d'un vêtement, les poils d'un animal, un double vitrage...
- le vide entre deux parois : dewar. Les mousses de polymère, comme le polystyrène expansé, présentent les avantages des polymères et de l'air. Pour les applications à hautes températures, on utilise en général des céramiques.

Rapport entre les isolants électriques et thermiques

La conduction de la chaleur, dans les métaux, est assurée par les électrons de valence. Bon conducteur électrique signifie donc bon conducteur thermique. Mais la réciproque n'est pas nécessairement exacte : il existe des matériaux, comme l'oxyde de beryllium (BeO, matériau très toxique), bons conducteurs de la chaleur et isolants. On les emploie précisément dans les composants électroniques pour dissiper la chaleur produite par effet joule sans provoquer de court-circuit. Les huiles minérales sont également de bons conducteurs thermiques isolants au sens électrique (on se souviendra du pyralène, par exemple). On pourra aussi citer la graisse aux silicones. Enfin, il existe des isolants thermiques et électriques, comme le quartz, par exemple. Voir l'article Conducteur. Dans le batiment, on parle également d'isolant phonique.

Liens externes

- [http://www.ifrance.com/assocampus/pages/cdiso.htm Diéléctriques (AssoCampus)] Catégorie:Électricité Catégorie:Électronique Catégorie:Transfert de chaleur ja:絶縁体

Permittivité

catégorie:électromagnétisme En électromagnétisme, la permittivité ε d'un matériau est le rapport D/E du déplacement électrique (aussi appelé induction électrique ou excitation électrique) D (en coulombs par mètre carré) et de l'intensité du champ électrique E (en volts par mètre). La permittivité est exprimée en farads par mètre (F/m). Elle peut aussi être exprimée par une quantité adimensionnelle: la permittivité relative ou constante diélectrique, normalisée par rapport à la permittivité du vide ε₀ = 8,854187×10^-12F/m. (voir Constante physique pour la définition) :

\epsilon = \epsilon_0  -  \epsilon_R

Tableau de la permittivité relative de quelques isolants : voir aussi : Rigidité diélectrique | charge électrique | électrostatique | condensateur | coulomb (unité) ja:誘電率 ko:유전율

Diélectrique

Isolant électrique

Isolant thermique

Rapport entre les isolants électriques et thermiques

Liens externes

- [http://www.ifrance.com/assocampus/pages/cdiso.htm Diéléctriques (AssoCampus)] Catégorie:Électricité Catégorie:Électronique Catégorie:Transfert de chaleur ja:絶縁体

Farad

Le farad (symbole: F), tiré du nom du physicien Michael Faraday, est l'unité dérivée de capacité électrique du système international (SI). C'est la capacité d'un condensateur électrique entre les armatures duquel apparaît une différence de potentiel de un volt lorsqu'il est chargé d'une quantité d'électricité de un coulomb. En unités de base SI : 1 F = 1 C·V^-1 = 1 m^-2·kg^-1·s⁴·A². Cette unité est en pratique très grande. On utilise usuellement ses sous-multiples, microfarad (µF) et picofarad (pF). Catégorie:Unité SI Catégorie:Unité de mesure électromagnétique Catégorie:Électricité ja:ファラド ko:패럿

Pico

Claquage

En électronique, le claquage est un phénomène qui touche entre autres tous les éléments qui ont un but isolant (condensateurs...), et qui se produit quand la tension entre deux armatures atteint une valeur suffisante pour que le courant traverse l'isolant (ou diélectrique). Cette tension critique est appelée rigidité diélectrique et est généralement exprimée en [kV/mm]. La décharge électrique à travers l'isolant est destructrice et irrémédiable. Tout dépend de la nature et de l'épaisseur de l'isolant entrant dans la constitution du composant. Le phénomène du claquage est aussi bien utilisé dans les diodes. Normalement, une diode ne devrait conduire que dans un sens (semi-conducteur). Cependant, lorsqu'une différence de potentielle inverse trop grande est appliquée, la diode peut claquer. On appelle ce phénomène l'effet zener. On utilise ce phénomène dans les diodes zener afin de réguler la tension. a ben non ! ]]Catégorie:Électrotechnique

Chimie

als:Chemie ko:화학 ms:Kimia ja:化学 simple:Chemistry th:เคมี zh:化学 La chimie est la science qui étudie la composition et les réactions de la matière. Il n'existe pas de frontière clairement définie entre la physique et la chimie, mais, sont considérés généralement comme relevant de la chimie, les phénomènes provoqués par les réactions entre les constituants de la matière et entraînant une modification des liaisons entre les atomes. Selon la nature de ces liaisons, ces phénomènes impliquent entre les atomes des échanges ou mises en commun d'électrons, ou bien des forces électrostatiques. Les niveaux d'énergie mis en œuvre dans les phénomènes chimiques font que seuls les électrons périphériques sont concernés. Au-delà, on entre dans la physique des plasmas, voire dans la physique nucléaire avec l'implication du noyau atomique. Aux échelles inférieures à celle de l'atome, l'étude des particules élémentaires et de leurs interactions relève de la physique des particules. Les principales disciplines de la chimie sont :
- la chimie physique (ou chimie générale), dont l'objet est l'étude des lois physiques des systèmes et procédés chimiques ; ses principaux domaines d'étude comprennent : la thermochimie, la cinétique chimique (ou mécanique chimique), l'électrochimie, la radiochimie ;
- la chimie analytique, dont l'objet est l'analyse des matériaux afin de déterminer et comprendre leur composition chimique et leur structure ;
- la chimie organique, concernant la description et l'étude du carbone et des composés organiques ;
- la chimie minérale, concernant la description et l'étude des éléments chimiques et des composés inorganiques.

Histoire

voir l'article détaillé : Histoire de la chimie Voir aussi les articles alchimie et découverte des éléments chimiques, ainsi que les biographies des savants français et étrangers répertoriés dans les articles : catégorie : chimiste ou chimistes célèbres.

Concepts de base

acide - adsorption - alliage - ampholyte - atome - base (chimie) - catalyseur - céramique - composé chimique - corrosion - degré d'oxydation - dilution - équation chimique - électronégativité - hydrolyse - ion - isotopes - métal - molécule - oxydant - oxydo-réduction - pH - polymère - réaction chimique - réducteur - tampon

Chimie et littérature

- Le Système périodique de Primo Levi comporte vingt-et-un chapitres dont les titres correspondent à un élément du tableau de Mendéléev, relatant la vie professionnelle de l'écrivain, des anecdotes autobiographiques ou de courtes nouvelles sur le thème de la chimie.

Voir aussi

- Biochimie
- Chimie douce
- Chimie supramoléculaire
- Génie chimique
- Géochimie
- Liste de composés chimiques
- Liste des produits chimiques
- Minéralogie
- Nomenclature chimique
- Pétrochimie
- Prix Nobel de chimie
- Représentation des molécules
- Science des matériaux

Liens externes

- [http://www.futura-sciences.com/sinformer/n/matiere.php Actualités Chimie, sur le site Futura-Sciences.com]
- [http://www.cnrs.fr/diffusion/phototheque/chimieaulycee/ La chimie au lycée, sur le site du CNRS]
- [http://www.sfc.fr/ Société Française de Chimie] (SFC)
- [http://scienceworld.wolfram.com/chemistry/ Eric Weisstein's world of chemistry]
- Catégorie:Sciences

NF

nF est un symbole, qui signifie :
- nanofarad, soit 10^-9 Farad, en électronique, dans la mesure de capacité électrique NF est un sigle, qui signifie :
- Numération formule (abréviation officieuse), le comptage et la répartition des cellules sanguines.
- Norme Française
- Neurofibromatose NF est un code, qui signifie :
- l'île Norfolk selon la norme ISO 3166-1 alpha-2 (liste des codes pays)
- selon la liste des Internet TLD (Top level domain) catégorie:sigle catégorie:code catégorie:code internet de pays ko:NF ja:NF

Polarité

=Électricité, électronique= Polarité : différence entre les pôles d'un composant électrique ou électronique polarisé. Les composants ou appareils polarisés sont définit comme tel, par le fait qu'ils fonctionnent avec un courant électrique continu (toujours « orienté » dans le même sens). Exemple sur un véhicule automobile tout l'appareillage électrique est polarisé parce qu'alimenté par une batterie d'accumulateur, fournissant un courant continu de 12 Volt, lui même rechargé par un alternateur avec sortie redressée fournissant le même 12V=.

Biochimie

Caractéristique d'une molécule dont les charges négatives et positives sont concentrées les unes à l'opposé des autres, aux deux bouts de la molécule. L'eau est probablement la molécule polaire la plus répandue. Une molécule est polaire si : 1) elle contient au moins une liaison covalente polarisée 2) le barycentre des charges partielles positives ne coincide pas avec le barycentre des charges partielles négatives. Catégorie:Physique

Accumulateur électrique

ja:二次電池 Un accumulateur électrique ou simplement un accumulateur, est un système destiné à stocker de l'énergie électrique, sous forme véritablement électrique (condensateur) ou électrochimique (batterie d'accumulateurs ou pile dite rechargeable). On les distinguera des piles électriques, qui fournissent une énergie électrique, mais ne peuvent pas stocker une énergie électrique qu'on leur fournirait. On exclura également les dispositifs complexes qui convertisse de l'énergie électrique et qui peuvent ensuite reconvertir dans l'autre sens (voir : stockage d'énergie). stockage d'énergie

Généralités

L'énergie électrique peut se stocker :
- De façon statique, en accumulant des charges électriques dans un ou plusieurs condensateurs ;
- De façon dynamique, en établissant un courant électrique dans un circuit, de telle sorte que l'énergie nécessaire pour mettre en mouvement les charges électriques puisse être restituée par « inertie ».
La durée de stockage de l'énergie reste faible même avec les meilleurs métaux conducteurs que sont l'argent et le cuivre en raison des pertes par effet Joule dans le circuit ; un stockage de longue durée nécessite ainsi l'utilisation de matériaux supraconducteurs. Cette technique reste à développer. Compte-tenu des limites des techniques de stockage direct de l'électricité, le mot accumulateur désigne en électricité un dispositif réversible de conversion de l'électricité sous une autre forme d'énergie, et plus particulièrement un dispositif de conversion d'énergie électrique en énergie chimique, qui présente la caractéristique intéressante de fournir une tension (différence de potentiel) à ses bornes peu dépendante de sa charge (quantité d'énergie stockée) ou du courant débité. Différents types de couples chimiques sont utilisés pour la réalisation d'accumulateurs électriques.

Caractéristiques d'un accumulateur

- La tension ou potentiel (en volt) est un paramètre important. Fixée par le potentiel d'oxydo-réduction du couple redox utilisé, elle est de l'ordre de quelques volt pour un élément. Comme en pratique on désire des tensions plus élevées, (typiquement 12, 24 voire 48 V), pour augmenter la tension on branche des éléments en série au sein d'une batterie d'accumulateur (c'est sans doute l'origine du terme « batterie » comme synomyne courant pour « accumulateur », et en anglais, pour « pile » ; toutefois certains évoquent une autre source étymologique possible : l'effet de choc d'un courant électrique, comme si l'appareil électrique « battait » celui qui reçoit la décharge).
- Le débit d'un accumulateur se mesure en ampère.
- La capacité électrique se mesure dans la pratique par référence au temps de charge/décharge, en Ah (ampère-heure) ou mAh (milli ampères heures), mais l'unité officielle (SI) est le coulomb. :1 Ah = 1000 mAh = 3600 C ; 1 C = 1 Ah/3600 = 0,278 mAh ;
- L'énergie stockée se mesure usuellement en Wh (watt-heure mais l'unité officielle (SI) est le joule. :1 Wh = 3 600 J = 3,6 kJ ; 1 J = 0,278 mWh
- Enfin, une des caractéristiques importantes d'un accumulateur est sa masse et la densité massique d'électricité (Ah/kg) ou d'énergie (Wh/kg) qu'il peut restituer. Dans certaines applications, moins fréquente, le volume (en m³ ou en litre) peut aussi jouer un rôle.

Plomb-acide

La tension nominale d'un élément accumulateur de ce type est de 2 V. Il s'agit du système le plus ancien, mais aussi potentiellement l'un des plus polluants.
- C'est le dispositif de stockage d'énergie électrique utilisés dans la plupart des véhicules automobiles. Voir l'article détaillé Batterie au plomb.
- L'accumulateur au plomb a été inventé par Gaston Planté qui observait l'électrolyse de l'eau acidulée. En essayant le plomb dans sa recherche de matières plus économiques que le platine, il remarqua que son appareil rendait de l'électricité lorsqu'on coupait l'alimentation; comme si l'oxygène et l'hydrogène pouvaient rendre l'électricité qui les avait produits.
- Il crut avoir inventé la pile à combustible, mais comprit vite que ce n'était pas l'oxygène et l'hydrogène gazeux qui rendaient le courant, mais la modification chimique (oxydation) de la surface du plomb.
- Le fonctionnement de la batterie ne disperse pas de plomb.
- Le plomb est un polluant, en revanche le recyclage des batteries est facile. Le transport et le recyclage des batteries est de plus en plus sévèrement réglementé, ce qui augmente les frais, diminue la rentabilité du recyclage ; par conséquent la quantité de batteries recyclées a tendance à diminuer, le prix du kilogramme de batteries devient inférieur au prix du kilogramme de ferraille.

Ni-Cd (nickel-cadmium)

La tension nominale d'un élément accumulateur de ce type est de 1,2 volts. Ce couple électrochimique est l'un des plus couramment utilisé depuis plusieurs décénnies pour fabriquer des batteries d'accumulateur alimentant les appareils portatifs. Ce type d'accumulateur possède un fort effet mémoire, ce qui oblige leur stockage dans un état déchargé (0,6 volt). La fin de charge est caractérisée par une tension de charge dv/dt négative. C'est ce seuil qui est détecté par les chargeurs automatiques pour arrêter la charge. Par rapport au Ni-MH, le Ni-Cd peut supporter des pointes de courant en décharge plus importantes (de l'ordre de 10 fois) et sa décharge naturelle est beaucoup plus lente que celle du Ni-MH. Par contre le cadmium est très polluant. Ce type d'accumulateur permet un nombre de cycles charge/décharge plus important que les accus Li-ion et beaucoup plus important que les Ni-MH (durée de vie supérieure)

Ni-MH (nickel-métal hydrure)

La tension nominale d'un élément accumulateur de ce type est de 1,2 V. Ce type d'accumulateur n'incorpore ni cadmium ni plomb et est donc peu polluant. De plus, son énergie massique est supérieure de 40 % à celle des Ni-Cd et son effet mémoire est très faible. La fin de charge est caractérisée par une tension de charge constante (dv/dt nulle). C'est ce seuil qui est détecté par les chargeurs automatiques pour arrêter la charge.

Lithium

Brome

Actuellement au stade de prototype, les accumulateurs à base de brome seront probablement réservés aux installations fixes car ils nécessitent la circulation de l'électrolyte et que, de plus, le brome est particulièrement dangereux. Les couples étudiés sont: sodium-brome, vanadium-brome et zinc-brome.

Tableau comparatif des différentes technologies

Voir aussi

- Batterie d'accumulateurs
- Batterie au plomb
- Charge électrique
- Électricité
- Pile électrique
- Stockage d'énergie

Lien externe

- [http://www.buchmann.ca/ buchmann.ca] Batteries rechargeables
- [http://www.ni-cd.net/accusphp/index.php ni-cd.net] Le monde des accumulateurs et des batteries rechargeables catégorie:électricité catégorie:électrotechnique catégorie:technologie du transport

CEI 60063

La norme CEI 60063, intitulée Séries de valeurs normales pour résistances et condensateurs, définit les valeurs préférentiellement utilisées pour les composants électroniques de type résistance et condensateur. Elle définit plusieurs séries, nommée Enn, où nn est le nombre de valeurs dans une décade (c'est-à-dire entre 10^d inclus et 10^d+1 exclus, pour d entier quelconque). Les valeurs des tableaux ci-dessous sont données pour une seule décade, les autres s'obtiennent en multipliant par 10^d, avec d entier quelconque. Par exemple on a dans la série E3 des résistances de 4,7Ω, 47Ω, 470Ω, 4,7kΩ, 47kΩ, etc.

Séries à deux chiffres

Ces séries sont en principe associées à une tolérance (E3: ±20%, E6: ±10%, E12: ±5%, E24: ±2%), mais on trouve chez les différents fabricants de nombreuses exceptions à cette règle.

Séries à trois chiffres

Ces séries ne sont en pratique utilisées quasiment que pour les résistances de précision ±1% ou mieux.

Liens

[http://www.iec.ch/ Site officiel de la CEI] Catégorie:Composant électronique Catégorie:Composant passif Catégorie:Norme CEI

Coulomb

Le coulomb (symbole : C) est l'unité de charge électrique dans le système international (SI). C'est une unité dérivée. Son nom vient du nom du physicien français Charles de Coulomb. C'est la quantité d'électricité traversant une section d'un conducteur parcouru par un courant d'intensité de 1 ampère pendant 1 seconde (1 As).

Charge élémentaire

La charge élémentaire |e| vaut

|e| \approx 1,602.10^ \mathrm

. La charge de l'électron vaut -|e|, celle du proton +|e|

Autres unités de charge

Elle a remplacé l'unité franklin (noté Fr), du nom du physicien américain Benjamin Franklin. Cette unité était en usage dans le système CGS. :: 1 franklin valait 0,3336 × 10^-9 C. On utilise aussi, en électrochimie, le faraday (noté F), du nom du physicien anglais Michael Faraday. C'est le produit de la charge élémentaire par le nombre d'Avogadro. :: 1 faraday vaut 96 485 C. En technologie, on utilise également une unité plus grande l'ampère-heure (A.h). :: 1 A.h = 3600 C

Ordres de grandeur

D'après la loi de Coulomb, deux charges ponctuelles chacune d'un coulomb et séparées d'un mètre dans le vide exercent l'une sur l'autre une force de 9 × 10⁹ N, c'est-à-dire approximativement le poids de neuf cent mille (900 000) tonnes. Le coulomb est donc une unité beaucoup trop grande pour exprimer les quantités de charge statiques et on utilise donc généralement ses sous-multiples tels que le millicoulomb (mC), le microcoulomb (μC) ou le nanocoulomb (nC).

Voir aussi

- Électrostatique Catégorie:Unité SI Catégorie:Unité de mesure électromagnétique ja:クーロン ko:쿨롱

Impédance

En régime sinusoïdal de tension et de courant, on appelle impédance d'un dipôle la valeur obtenue en divisant la valeur efficace de la tension aux bornes de ce dipôle par la valeur efficace du courant qui la traverse. Elle est généralement notée Z. :

Z = \frac

- C'est une généralisation de la loi d'Ohm à tous les dipôles, résistifs ou non.
- L'impédance s'exprime en Ohm (Ω)
- L'impédance d'un dipôle résistif est égale à sa résistance.
- Pour la quasi-totalité des dipôles réels l'impédance est une fonction de la fréquence du régime sinusoïdal. =Impédance des dipôles passifs linéaires idéaux= On rappelle que : :

\omega  = 2 \pi f  \,

f  \,

étant la fréquence du régime sinusoïdal
- Il est très rare qu'un dipôle puisse être assimilé à une résistance idéale sur une vaste plage de fréquence. Il est souvent nécessaire de définir un domaine de validité de la relation ci-dessus. =Impédance complexe= En régime sinusoïdal, la valeur efficace de la somme de deux tensions n'est pas égale à la somme des valeurs efficaces de chacune des tensions (la loi des mailles ne s'applique pas aux valeurs efficaces). Dans le cadre de la transformation complexe, afin de pouvoir calculer l'impédance des dipôles réels qui sont modélisés par un ensemble de dipôles linéaires idéaux, on définit l'impédance complexe du dipôle par la relation : :

\underline Z = \frac

L'impédance complexe est donc un nombre complexe permettant de décrire le comportement du dipôle :
- Le module de l'impédance complexe est égal à l'impédance du dipôle.
- L'argument du nombre complexe correspond au déphasage de la tension au bornes du dipôle par rapport au courant qui le traverse.

Admittance complexe

Notée :

\underline Y

, c'est l'inverse de l'impédance complexe : :

\underline Y = \frac= \frac

Impédance et admittance complexes des dipôles passifs linéaires idéaux

Traditionnellement, on désigne par j le nombre complexe imaginaire pur de module 1 au lieu de i comme en mathématiques, afin d'éviter une éventuelle confusion avec l'intensité.

Résistance et réactance d'un dipôle quelconque

Une impédance complexe

\underline Z \,

de module

Z \,

et d'argument

\varphi \,

peut aussi se mettre sous la forme : :

\underline Z = Z (\cos\varphi + j\sin\varphi) \,

On pose :
-

R = Z \cos\varphi \,

résistance du dipôle (partie réelle de l'impédance complexe)
-

X = Z \sin\varphi \,

réactance du dipôle (partie imaginaire de l'impédance complexe) d'ou l'écriture : :

\underline Z = R + jX \,

Lois d'association des impédances complexes

Dipôles en série

L'impédance complexe équivalente à un ensemble de deux dipôles en série est égale à la somme des impédances complexes de chacun des dipôles : :

\underline Z_ = \underline Z_1 + \underline Z_2

Dipôles en parallèle

L'impédance complexe équivalente à un ensemble de deux dipôles en parallèle est égale à : :

\underline Z_ = \frac

Il est en général plus simple d'utiliser alors les admittances complexes : l'admittance complexe équivalente à un ensemble de deux dipôles en parallèle est égale à la somme des admittances complexes de chacun des dipôles : :

\underline Y_ = \underline Y_1 + \underline Y_2 = \frac + \frac = \frac \Rightarrow \underline Z_ = \frac = \frac

Et l'on retrouve bien le résultat mentionné ci-dessus. Catégorie : Électricité ja:インピーダンス

Transformation complexe

Méthode mathématiques permettant de dériver, d'intégrer ou d'appliquer facilement des opérations arithmétiques (+, -, x et /) à des grandeurs fonctions sinusoïdales du temps. Elle remplace avantageusement la représentation de Fresnel dans les situations complexes.

Principe

A une grandeur :

g(t) \,

, fonction sinusoïdale du temps d'expression : :

g(t) = \hat G . \sin (\omega t + \varphi ) \,

, on fait correspondre un nombre complexe :

\underline G \,

- de module :

G \,

- d'argument :

\varphi \,

- Notation exponentielle :

\underline G = \hat G \cdot e^\,

,
- Remarque : il est fréquent que l'on abrège la notation exponentielle sous la forme : :::

\underline G = \hat G \cdot e^\,

, ::Dans ce cas, il faut conserver en mémoire l'existance de ω pour les dérivations ou les intégrations En électricité, pour les courants et les tensions, il est d'usage d'utiliser un nombre complexe dont le module est égal à la valeur efficace de la grandeur : :

G =\frac  \,

Opérations élémentaires

- Opérations arithmétiques : on se ramène à des opérations sur les nombres complexes, puis on applique la transformation inverse pour obtenir la grandeur sinusoïdale qui correspond au résultat de l'opération.
- Dérivation :On dérive le nombre complexe image : ::

\underline G = \hat G \cdot e^\,

, :on obtient : ::

\omega \cdot \hat G \cdot e^ \,

,
- Intégration :On intégre le nombre complexe image et on obtient : ::

\frac \cdot \hat G \cdot e^ \,

Filtre

ja:フィルター Catégorie:Informatique Catégorie:Optique Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux. Ce flux peut être un flux de matières, un flux électronique, un flux d'informations, un flux optique… L'action du filtre consiste à retenir, supprimer, modifier les éléments indésirables du flux et, à en laisser passer librement les éléments utiles.
- Pour le traitement des matières gazeuses (air), liquides (eau, huile) ou solides (sable, gravier), voir : filtre (physique). Dans le cas de solides, voir également tamis.
- En électronique, un filtre est un circuit qui réalise une opération de traitement du signal.
- En mathématiques, un filtre est une partie non vide d'un ensemble partiellement ordonné vérifiant certaines conditions.
- En informatique, un filtre est un programme capable de traiter un ensemble d'informations pour en extraire un sous-ensemble d'informations pertinentes.
- En optique un filtre permet comme en électronique de ne conserver que la lumière utile à une application donnée.
:Tout comme en électronique les filtres optiques peuvent être actifs ou passifs. :
- Un exemple de filtre optique passif est les lunettes de soleil. Elles atténuent toute la partie visible du spectre lumineux, en privilégiant plus ou moins certaines couleurs. De plus il est fortement recommandé par la médecine qu'elle atténuent aussi le rayonnement ultra-violet, voir le rayonnement infra-rouge tous deux très dang

Condensateur

Composant électrique ou électronique

Les différentes catégories de condensateurs

Séries de valeurs normales

Calcul des circuits comportant un ou des condensateur(s)

Puissance consommée

Lois d'association

Association en parallèle

Association en série

Voir aussi

Condenseur

voir aussi

Électrique

Histoire de l'électricité

Analogie électrohydraulique

Convention et pratique

Vitesse de l’électricité

Vitesse de l'information

Vitesse de déplacement des charges

Les différents domaines de l’électricité

Phénomènes électriques naturels

Phénomènes électriques parasites

Les applications humaines

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