Les bases de l’électronique

Un électron est une particule élémentaire, c’est “un grain d’électricité”.

L’électricité est un déplacement d’électrons dans un matériau conducteur.

Les électrons se déplacent dans la même direction dans un circuit.

La tension (U) est la force qui permet aux électrons de bouger dans un matériau conducteur, elle se mesure en Volts (V). 
L’intensité (I) aussi appelée le courant est le débit(*) d’électrons circulants dans un matériau conducteur, elle se mesure en Ampères (A). 
Plus il y a d’électrons qui circulent à travers un circuit, plus la valeur du courant est forte.

(*) un débit est une quantité par seconde. Par exemple le débit du robinet est de 1 litre par seconde.

Les électrons qui circulent dans un matériau conducteur rencontre une résistance (R), elle s’exprime en Ohm (Ω).

C‘est la tension qui force le déplacement des électrons. Plus la tension est importante aux bornes d‘un résistance, plus le courant qui la traverse est fort.

Plus la résistance est grande, plus le courant à des difficultés à passer. Inversement, plus la résistance est faible, plus le courant passe facilement.

Les bandes de couleurs autour de la résistance permettent d‘en connaître la valeur.
Dans le cas d‘une résistance à 4 bandes, les 2 premières bandes donnent les chiffres significatifs (avec une résistance à 5 bandes les 3 premières bandes donnent les chiffres significatifs).
La bande suivante indique le multiplicateur (il faut multiplier les chiffres significatifs par cette valeur).
La bande suivante indique la tolérance (incertitude sur la valeur réelle de la résistance donnée par le fabricant).

La loi d‘Ohm lie l‘intensité du courant qui circule dans un composant électrique à la tension à ses bornes et à sa résistance.

U = R x I

U est la tension aux bornes de la résistance
R est la valeur de la résistance.
I est l’intensité du courant qui circule à travers la résistance

La tension aux bornes d’un ensemble de dipôles électriques branchés en série est égale à la somme des tensions aux bornes de chacun d’eux.

U = U1 + U2

Lorsqu’ils sont branchés en dérivation, la tension aux bornes de plusieurs dipôles électriques est identique.

U1 = U2

Un condensateur est un composant passif qui possède deux armatures conductrices séparées par un isolant. Des charges électriques opposées vont pouvoir être stockées sur ces deux armatures.

Un condensateur peut être vu comme un accumulateur d’énergie, mais il a de nombreux autres usages (filtrage des parasites, temporisation, éviter les discontinuités de tension…).

Un condensateur est caractérisé par sa capacité, qui correspond au pouvoir qu’a ce dernier à emmagasiner de l’énergie. L’unité de capacité est le Farad (F). Plus sa capacité est grande, plus le condensateur peut emmagasiner de l’énergie.

Un transistor bipolaire NPN possède 3 bornes : le collecteur par lequel le courant entre dans le transistor, l’émetteur par lequel le courant sort du transistor et la base qui commande le passage du courant.

En fonction du courant reçu sur sa base, le transistor va laisser passer une certaine proportion (tout, rien, en partie) du courant du collecteur vers l’émetteur. Un transistor bipolaire NPN est un transistor qui se pilote en courant.

Dans les tutoriels, nous utilisons généralement ce transistor dans son régime de saturation. En régime de saturation, le transistor se comporte comme un interrupteur à deux états : l’état bloqué dans lequel aucun courant ne traverse le transistor entre son collecteur et son émetteur, et l’état passant dans lequel tout le courant qui entre par le collecteur sort par l’émetteur.

Un exemple d’application est disponible sur ce tutoriel.

Un transistor MOSFET possède 3 bornes : le drain par lequel le courant entre dans le transistor, la source par lequel le courant sort du transistor et la grille (gate) qui commande le passage du courant.

Si un transistor bipolaire NPN se pilote en courant, un transistor MOSFET se pilote en tension. La tension entre la grille et la source (Vgs) est l’une des principales caractéristiques des transistors MOSFET. Parce que c’est elle qui va conditionner l’état du transistor.

Si la tension Vgs est inférieure à la valeur minimum de Vgsth, alors le transistor est bloqué. Si la tension Vgs est supérieure à la valeur maximum Vgsth alors le transistor est passant. La fiche technique de l’IRF540N indique que le transistor est bloqué si Vgs est inférieure à 2V et passant lorsque Vgs est supérieure à 4V.

Un exemple d’application est disponible sur ce tutoriel.

Un amplificateur opérationnel est un composant qui amplifie la différence de potentiel appliquée à son entrée :

V_out = Gain x (V₊ – V_–)

Un amplificateur opérationnel a un gain très grand (> 100.000), aussi la moindre différence de potentiel va saturer sa tension de sortie à ±V_sat. En effet la tension de sortie V_out ne peut pas être infinie, elle est limitée par la tension d’alimentation de l’amplificateur opérationnel.

L’utilisation courante d’un amplificateur opérationnel est d’effectuer des opérations sur des signaux analogiques. Par exemple, un gain, une somme, une différence… Vous trouverez des exemples de montages de base sur le site electronique-radioamateur.fr.

Le montage suiveur de l’amplificateur opérationnel permet de l’utiliser comme un buffer. Sa tension de sortie est égale à sa tension d’entrée, mais il est capable de fournir un courant. Il se comporte comme une source de tension.

Les connecteurs sont reliés entre eux par 5 (exemple en violet a2, b2, c2, d2 et e2 sont reliés ensemble)

Il n’y a pas de lien électrique au travers de la ligne de partage du milieu (en jaune)

Les connecteurs des lignes extérieures sont reliés entre eux (exemple en vert tous les connecteurs sont utilisés pour connecter la masse (GND)