Les diodes

Présentation

Une diode est un appareil électrique. Il s'agit d'un dipôle polarisé. Cela signifie qu'il a un sens de branchement avec une borne positive et une borne négative.

Découverte

La première fois que l'on a expérimenté le fait de ne laisser passer le courant que dans un sens, c'était en 1874. C'est à un physicien allemand, Karl Ferdinand Braun, que l'on doit cette première expérimentation avec un cristal de galène.

Le galène est un minéral composé en grande partie de souffre. On se servait alors de diodes à base de galène afin de redresser le courant alternatif et en faire du courant continu.

Fonction

Une diode a pour but de ne laisser passer le courant que dans un sens. Elle peut aussi faire partie des redresseurs dont le rôle est de transformer le courant alternatif en courant à un seul sens que l'on appellera unidirectionnel.

Fabrication

De nos jours, les diodes sont fabriquées à base de semi-conducteurs. En effet, une jonction de tous les deux est souvent ce que l'on retrouve dans les diodes.

Utilisation

Comment ne laisser passer le courant que dans un sens ?
Voici à quoi ressemble une diode quand elle soudée sur un circuit imprimé. On retrouve ce type d'équipement électronique sur la plupart des appareils électroniques de nos jours, surtout quand ceux-ci sont connectés à l'électricité par le biais du courant alternatif. La diode permet de filtrer le courant et de ne le laisser passer que dans un sens, utile au fonctionnement de l'appareil par exemple. Ainsi une diode pourra faire en sorte qu'un moteur tourne dans un certain sens et pas dans l'autre.

Les diodes sont très utilisées en électronique afin de ne laisser passer le courant que dans un sens. La plupart du temps, ce sont même des diodes électroluminescentes qui sont utilisées dans les appareils électroniques.

On peut aussi se servir des diodes afin de diminuer la puissance d'un courant alternatif. En effet, en divisant le courant alternatif, il fait baisser la tension de celui-ci.

On peut aussi créer des ponts avec les diodes. Cela est notamment utile dans le cas des panneaux photovoltaïques afin de relier les différents panneaux entre eux.

Les diodes électroluminescentes

La lampe à diode électroluminescente, abrégée en DEL ou en LED en anglais pour Light-Emitting Diode est un type de lampes dernière génération qui a pour vocation de remplacer toutes les autres lampes existantes. Leur fonctionnement repose sur les diodes électroluminescentes.

Au début, ces lampes étaient utilisées dans les voyants de signalisation car elles ne produisent presque pas de chaleur contrairement aux lampes à incandescence et elles consomment très peu d'énergie, ce qui en faisait des produits de choix pour les voyants de fonctionnement.

Disposant d'une durée de vie très élevée, elles se sont agrandies et maintenant on trouve des LED dans tous les domaines et dans toutes les tailles.

Les lampes à diode électroluminescente ont aussi l'avantage de produire de nombreuses lumières par addition de couleurs. On peut aussi, en fonction du sens de passage du courant, choisir quelle couleur sera émise. Leur durée de vie se compte en dizaine de milliers d'heures. Leur vieillesse se caractérise par une baisse de leur rendement. Il arrive donc plus fréquemment  que les composants électroniques de la LED tombent en panne avant les diodes électroluminescentes en elles-mêmes.

Ce type de lampe montre aussi une grande résistance aux changements d'état allumé ou éteint sans s'user ni s’abîmer contrairement à une ampoule à incandescence habituelle. Pour finir, elles permettent une pleine puissance lumineuse instantanée, ce qui en fait une lampe privilégiée dans le domaine de la signalisation, notamment dans l'automobile.

Il existe cependant quelques inconvénients à l'utilisation des LED. En effet, ces dernières sont sensibles à la chaleur et c'est pourquoi il est important qu'elles soient accompagnées d'un bon dissipateur thermique. Autrement, elles perdent de leur puissance lumineuse au delà de 100 °C. Leur prix reste aussi bien plus élevé que les ampoules à incandescence traditionnelles ainsi que les ampoules halogènes.

Votre voiture est-elle full led ?
Le caractéristiques de la LED permettent de l'utiliser dans le domaine de l'automobile. En effet, comme elle chauffe peu elle risque moins d’abîmer les optiques que des phares à ampoules halogènes. De plus, en fonction du sens du courant qui passe dans la LED, celle-ci peut éclairer d'une couleur ou d'une autre. C'est pour cela que sur certains modèles de voitures, le feu de jour peut devenir clignotant en passant de la lumière blanche à la lumière orange.
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Les potentiomètres

Présentation

Un potentiomètre est un type de résistance dont on peut varier varier la valeur.  Il permet donc de faire varier l'intensité de la valeur du courant.

Utilité

On utilise de nombreux potentiomètres dans les appareils électroniques de nos jours. Que ce soit pour le son des appareils comme les radios, les télévisions ou les enceintes, cela permet aussi de choisir une fréquence, une chaîne, ou encore la chaleur d'un four.

Pour finir, es potentiomètres sont présents dans les pédales d'accélérateur électronique des voitures ou des les joysticks des manettes de jeu.

Différents types de potentiomètres

Avez-vous déjà mixé avec une platine ?
Une platine de mixage de DJ est un exemple parfait si vous souhaitez voir des potentiomètres ! En effet, chacun de ceux présents ici permet de régler l'intensité des fréquences correspondantes afin de modifier le son et ainsi le mixer selon ses envies.

Il existe quatre types de potentiomètres différents. Les voici :

  • Potentiomètre à prise médiane ;
  • Potentiomètre logarithmique ;
  • Potentiomètre numérique ;
  • Potentiomètre linéaire.

Potentiomètre à prise médiane

Les potentiomètres à prise médiane sont des potentiomètres qui étaient fréquemment utilisés auparavant au XX ème siècle.

Ils étaient utilisés majoritairement dans les amplificateurs. Il peut aussi être utilisé pour mesurer des positions dans les machines industrielles par exemple.

Potentiomètre logarithmique

Ce type de potentiomètre tient son nom de la façon dont sa résistance augmente. En effet, cette dernière est exponentielle plus on tourne le curseur et elle n'augmente pas de manière proportionnelle et linéaire.

La variation est importante tout au bout du curseur et très faible au début du curseur.

On retrouve ce type de potentiomètre dans les boutons de volume car ils permettent d'augmenter le son de façon pratique pour l'oreille humaine qui capte les vibrations des ondes sonores aussi de manière logarithmique.

Potentiomètre numérique

Le potentiomètre est un potentiomètre électronique dans lequel le fait de bouger le curseur n'a pas d'incidence directe sur l'augmentation de la résistance. Il associe à un signal électronique une certaine résistance. La plupart de ces potentiomètres sont dirigés par des ordinateurs et programmés où commandés à distance. On peut les retrouver dans les chaînes de production en industrie.

Potentiomètre linéaire

Le potentiomètre linéaire est le potentiomètre de base. C'est directement la position du curseur qui définit sa résistance et ce de manière proportionnelle et linéaire. Par exemple, si le curseur est à 50% de son avancement jusqu'à sa position maximale, alors la résistance sera à 50% de sa valeur maximale.

Codes des potentiomètres

Différents codes sont utilisas afin de symboliser les potentiomètres. Ces codes définissent leur type selon les pays. Voici un tableau qui les récapitule :

Type de potentiomètreCode utilisé
LinéaireLIN
A en Europe
B au Japon
LogarithmiqueLOG
B en Europe
A au Japon
Anti-logarithmiqueC pour les récents
F pour les anciens

Les résistances

Définition d'une résistance

La résistance désigne la capacité physique d'un matériau à s'opposer au passage d'un courant électrique sous une certaine tension. C'est de là que sont nés les composants électriques appelés les résistances.

Notations sur les résistances

Saviez-vous qu'une résistance dégage beaucoup de chaleur quand elle est en fonctionnement ?
Les diodes et les résistances sont souvent utilisées de concert dans les circuits électroniques. L'une permet de filtre le courant pour ne le laisser passer que dans un sens pendant que l'autre permet de limiter l'intensité du courant. Apprenez à reconnaître ces deux types d'appareils dans un circuit électrique ou une carte électronique.

Une résistance est habituellement représentée par un rectangle et se note R, K ou M selon sa capacité. R représente les ohms, K les kiloohms et pour finir, M les Megohms.

Un code couleur est appliqué sur les résistances afin de connaître leur valeur. Voici un tableau qui regroupe toutes les couleurs que vous pourrez retrouver sur les résistances :

 Premier anneau de gaucheDeuxième anneau de gaucheTroisième anneau de gaucheDernier anneau de gaucheAnneau de droite
CouleurPremier chiffreDeuxième chiffreTroisième chiffreMultiplicateurTolérance
Noir000120 %
Marron111101 %
Rouge2221022 %
Orange333103
Jaune444104
Vert5551050,5 %
Bleu6661060,25 %
Violet7771070,10 %
Gris8881080,05 %
Blanc999109
Or10-15 %
Argent10-210 %
Absent20 %

Composition

Une résistance peut-être composée de divers matériaux selon qu'elle soit de faible ou haute puissance.

Par exemple, les résistances de moins de 2 W sont constituées de carbone et de céramique. Ce type de résistance a pour avantage de générer très peu de bruit thermique, ce qui en fait un élément de choix dans les circuits audio.

Les résistances faites pour supporter des puissances supérieures seront quand à elles fabriquées à l'aide d'un cylindre de céramique sur lequel sera enroulé un fil conducteur.

Pour finir, les résistances à très hautes puissance sont constituées de solution aqueuse contenant des ions cuivre et qui ralentissent grandement le passage du courant électrique.

Exercice

Quelle est la fonction de ce montage ?
Voici un schéma de montage électrique. Vous devriez être en mesure de le décrire, lui ainsi que ses composants. C'est le type d'exercice que vous pourriez être amenées à devoir résoudre au cours de vos examens.

Quelle est la fonction de ce montage ?

Décrivez ensuite chacun de ses composants.

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Clément

Freelancer et pilote, j'espère atteindre la sagesse en partageant le savoir que j'ai acquis lors de mes voyages au volant de ma berline. Curieux scientifique, ma soif de découverte n'a d'égale que la durée de demie-vie du bismuth 209.