B. Les ions : Quand un atome perd un de ses électrons il est appelé ion.

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1 I. LES BASES DE L'ÉLECTRICITÉ 1. Les atomes A. Les parties de l'atome. Proton(s) + Neutron(s) = Masse Atomique. Nombre d'électrons = Nombre de Protons. Le Proton est positif. Le Neutron est neutre. L électron est négatif. B. Les ions : Quand un atome perd un de ses électrons il est appelé ion. Un ion positif a une excès de charge positive, causé par une déficience d'électrons. Un ion négatif a un excès de charge négative, causé par un excès d'électrons. C. L'électron : Plus il y a d'électrons sur un orbite, plus ils sont tenus fortement mais moins il y a d'électrons sur un orbite, moins plus ils sont tenus fortement; les orbites doivent être le plus éloignées du noyau possible. 2. Les aimant et le magnétisme. A. L'aimant et la boussole. L'aimant a toujours, comme la boussole, un côté Nord et un côté Sud. Nord + Nord ou Sud + Sud = Répulsion. Sud + Nord ou Nord + Sud = Attraction. Le magnétisme voyage du pôle Nord au pôle Sud. B. La réluctance : C'est l'opposition qu'offre un corps au passage du flux magnétique. C. La perméabilité : C'est la possibilité qu'a une substance de concentrer les lignes d'un champ magnétique. La perméabilité est le contraire de la réluctance. D. La rémanence : C'est le pouvoir de certain métaux de conserver le magnétisme (aimant permanent). Le magnétisme résiduel dans un corps dépend de son pouvoir de rétention ou rémanent. E. L'hystérésis : C'est le léger retard qui se produit entre l'application d'une force magnétique et la magnétisation ou aimantation de la substance ferreurse. Ce retard est causé par la friction moléculaire de la substance moléculaire elle-même.

2 3. L'électricité statique. Le mot statique signifie "au repos". Elle est toujours causé par la friction de deux objets entre eux ce qui forme une accumulation d'ions négatifs et positifs. 4. Le champ électrostatique et électromagnétique. A. Une charge électrique au repos produit un champ électrostatique; un aimant au repos produit un champ magnétique statique; un aimant ou une charge électrique en mouvement crée simultanément un champ électrique et un champ magnétique, c'est à dire un champ électromagnétique. B. Le champ électrostatique : Il s'agit du champ engendré par une ou plusieurs charges électrique statiques. Les charges électriques peuvent être positives ou négatives. Deux forces électriques tendent à rapprocher deux charges si elles sont de signe contraire ou à les éloigner si elles sont de même signes. C. Le champ électromagnétique : Un courant électrique circulant dans un fil conducteur produit un champ magnétique puisqu'il exerce une force sur un aimant. Si l'on fait parcourir par un courant électrique un circuit en spirale appelé solénoïde, le champ magnétique produit est le même que celui d'un barreau droit aimanté. 5. La force électromotrice (f.é.m.). A. L'électricité dynamique : C'est un phénomène résultant du déplacement d'électron dans une direction définie. C'est le courant électrique et il est toujours le résultat d'une différence de potentiel (tension). B. Une différence de potentiel résulte une force tendant à faire circuler les électrons; c'est l'électromotrice ou la tension. La tension se mesure en volts (V). C. La différence de potentiel est de 1 volt (V) lorsqu'un ampère (A) parcourt un conducteur et que la puissance dissipée entre les deux bouts du conducteur est de un watt (W). 6. Les méthodes de production d'une force électromotrice. A. La méthode chimique : Mélange de deux métaux différents dans un sel chimique (électrolyte). B. La méthode thermique : Chauffer deux métaux différents à leur points de jonction. La tension dépend de la nature des deux métaux ainsi que la chaleur appliquée sur leur jonction. C. La méthode magnétique : Lorsqu'un conducteur électrique se déplace dans un champ magnétique, une force électromotrice y est engendrée. La force magnétique, le nombre de conducteurs et la vitesse de déplacement déterminent la valeur de la force. D. La méthode piézoélectrique : Lorsqu'on exerce une force de pliage ou de torsion sur certains cristaux, comme le quartz, une différence de potentiel apparaît entre les deux faces.

3 7. Les matériaux. A. Les matériaux conducteurs : C'est une substance ou un corps pouvant donner passage continu à un courant électrique; ils ont généralement moins de quatre électrons sur la couche périphérique des atomes qui le constituent. B. Les matériaux isolants : C'est une substance ou un corps dont la conductivité est nulle ou très faible; les atomes qui le compose ont beaucoup d'électrons sur la couche périphérique. C. Les matériaux résistants ou semi-conducteurs : C'est une substance ou un corps dont la couche périphérique possède moins d'électrons que les isolants mais plus que les conducteurs. 8. Le courant électrique. A. Le courant est exprimé en chiffre par la quantité d'électrons. L'unité de débit électrique, ou de courant est l'ampère (A). On appelle courant le passage des électrons dans un circuit. B. Le sens du courant électrique : Le sens conventionnel est du positif (+) au négatif (-) tandis que le sens électronique est du négatif (-) au positif (+). C. Les sortes de courants : Continu (DC ou CC), alternatif (CA), pulsatif, oscillant amorti. D. Les fréquences du courant : On appelle fréquence le nombre de cycle faits par le courant alternatif dans une seconde. L'unité de mesure est le Hertz (Hz). E. L'effet du courant électrique. L'effet thermique : La dépense d'énergie nécessaire pour faire circuler les électrons et créer le passage d'un courant électrique dans un corps détermine toujours une production de chaleur. La quantité de chaleur produite dépend du corps et de l'intensité du courant y circulant. L'effet chimique : Un courant électrique peut décomposer en ses éléments presque tous les sels chimiques dissous dans l'eau et peut aussi décomposer l'eau. L'effet magnétique : Un champ magnétique apparaît autour d'un conducteur chaque fois qu'un courant électrique y circule.

4 II. LA RÉSISTANCE 1. La résistance (R) : opposé au courant. A. La résistance : C'est l'opposition qu'offre un corps au passage du courant. Tous les matériaux sont, dans une certaine mesure, résistants aux passages du courant en ralentissant des électrons. Ex. Un pièce de cuivre à une très faible résistance donc est un bon conducteur par contre, une pièce de plastique a une très grande résistance. B. Les résistances ont pour fonction de limiter le passage limiter le passage des électrons dans un électrique. C. Unité de mesure : OHMS; elle se représente par la lettre OMÉGA. 2. Les caractéristiques des résistances. A. On distingue 2 sortes de résistances : les faibles puissances (1/10 W à 2 W) et les fortes puissances (2 W à quelques centaines de W). Elles sont composé d'un corps en céramique recouvert d'un film de carbone. La grosseur de la résistance détermine la puissance qu'elle peut dissiper en watts. B. Lorsqu'un courant électrique circule à travers une résistance, la température augmente un peu ou beaucoup; il y a donc consommation de puissance quand la résistance chauffe. 3. La puissance dissipée. A. Les résistances convertissent l'énergie électrique en chaleur. La puissance qu'elle dissipent est la puissance en watts qu'elles peuvent dépenser sans subir de dommages. B. Le format des résistances dépend de l'énergie calorifique qu'elles ont à dissiper. Plus une résistance dépense de courant, plus elle est grosse. Son habilité à dissiper la chaleur dépend de ses dimensions auxquelles on réfère habituellement par le mot "wattage". Quand une résistance est trop petite pour la chaleur qu'elle dissipe, elle chauffe trop et brûle; il est donc important d'utiliser des résistances de format (wattage) convenable. C. Il ne faut pas confondre résistance et wattage car 2 résistance de même valeur ohmique peuvent avoir des wattages différents. 4. Les facteurs qui influence la résistance. A. La résistance d'un objet quelconque, par exemple celle d'un fil conducteur, dépend de quatre facteurs : la matière dont se compose l'objet, sa longueur, son diamètre et sa température.

5 5. Classification des résistances. A. Résistances fixes : La valeur en ohms ne peut être changée. B. Résistance variables : La valeur en ohms peut être variée; on les appelle rhéostats ou potentiomètres. * Un supraconducteur est un parfait conducteur. C. Résistances ajustables : On peut ajuster la valeur en ohms, laquelle reste ajustée par la suite. Code de couleurs des résistances COULEUR 1er CHIFFRE 2e CHIFFRE MULTIPLICATEUR TOLÉRANCE NOIR 0 0 x10 0 BRUN 1 1 x10 1 ROUGE 2 2 x10 2 ORANGE 3 3 x10 3 JAUNE 4 4 x10 4 VERT 5 5 x10 5 BLEU 6 6 x10 6 VIOLET 7 7 x10 7 GRIS 8 8 x10 8 BLANC 9 9 x10 9 OR x10-1 ±5% ARGENT x10-2 ±10% SANS BANDE ±20% Les résistances sont généralement plus ou moins précises. En plus des 3 bandes de couleurs qui détermine la valeur d'une résistance, il existe une 4 e bande qui détermine la tolérance (le pourcentage de variation de la valeur en ohms d'une résistance. 7. Résistances en série, résistance en parallèle. A. Dans un circuit, lorsqu'il y a des résistances en série, la résistance totale est à la somme de toutes les résistances. B. Dans un circuit en parallèle la résistance totale est toujours moindre que la plus petites des résistances. Pour le calculer on utilise la formule suivante : n i=1 ( 1 1 ) r i

6 III. LES MESURES DE L'ÉLECTRICITÉ 1. Les unités de mesure. A. Le volt (E) : C'est l'unité de la force électromotrice. On obtient une différence de potentiel de 1E entre deux point d'un circuit électrique lorsqu'un courant de 1 ampère le parcourt et qu'une puissance d'une watt y est dissipée. B. L'ampère (I) : C'est l'unité de mesure du courant électrique. (6.25 x électrons / sec.) C. L'ohm ( ) : C'est l'unité de mesure de la résistance. C'est l'unité de base qui définit la résistance permettant à un courant d'un ampère de passer dans un conducteur lorsqu'une force électromotrice d'un volt y est appliquée. D. Le watt (P) : C'est l'unité mesure de la puissance. E. Le coulomb (Q) : C'est la charge électrique transportée par 1A en 1sec. L'unité du coulomb est (C). (1.6 x C / électrons. C=I x sec.) F. Le works (W) : C'est l'énergie électrique fournit par la source nécessaire à accomplissement d'un travail. L'énergie s'exprime en Joule (J). (J=P x sec.) 2. La loi d'ohm. A. La tension (E) : C'est la force appliquée au circuit pour mettre les électrons en mouvement. Cette tension est obtenue par une pile, une batterie ou un générateur de courant. La tension s'appelle aussi force électromotrice (f.e.m.). B. La résistance (R) : C'est l'opposition offerte par le circuit au passage du courant. Plus cette opposition est grande, moins il y a d'électrons qui passent dans le circuit et par conséquent moins de courant. C. L'intensité du courant (I) : C'est la vitesse à laquelle les électrons circulent. La valeur du courant sera augmentée si on augmente la force de la tension. Par contre si on augmente la valeur de résistance, il y aura plus d'opposition et par conséquent moins de courant; la tension ne changera pas. 3. Les lois de Kirchhoff. A. Dans un circuit en série, la somme de toute les chutes de tension est égale à la tension appliquée au circuit. Le courant ne change pas. Le courant est le même dans tout le circuit. La résistance totale est égale à la somme des résistance qui compose le circuit. La tension se partage en proportion des valeurs des résistances. B. Dans un circuit en parallèle, la somme des courants qui passe à travers chacune des charges est égale au courant fourni par la source. La tension ne change pas. La tension est la même aux bornes de

7 toutes les résistances. La conductance totale est égale à la somme de toutes les conductances. Le courant se partage en proportion directe de la valeur de chaque conductance. C. La différence fondamentale entre le circuit en série et le circuit en parallèle est le suivant : le circuit en série débite un seul courant, le circuit en parallèle reçoit une seul tension. D. Le décibel : C'est une unité qui mesure le ratio entre deux degré de puissance, de tension ou de courant. La formule est : db = 10 LOG 10 (P 2 / P 1 ) DÉCIBELS RATIO DE LA TENSION RATIO DE LA PUISSANCE :1 10:1 +6 2:1 4: :1 2:1 0 1:1 1:1-3 1:1.4 1:2-6 1:2 1:4-10 1:3.2 1: :10 1:100 E R P E P R R x I E 2 R I P I E P P x R R E x I R x I 2 E I E 2 P P I 2

8 IV. LE COURANT 1. Le courant continu (CC) C'est un courant dont les électrons vont toujours dans le même sans. A. La pile à cellule sèche : C'est un exemple de CC. B. L'accumulateur à cellule humide (batterie) : Il fonctionne par ionisation; elle est produite par l'électrolyse : le produit chimique force la circulation d'électron entre les deux pôles. C. Les piles en série : C'est pour augmenter le voltage en l'additionnant; le courant ne change pas. D. Les piles en parallèle : C'est pour augmenter le courant; le voltage est le même à toutes les bornes. 2. Le courant alternatif (CA) Le courant alternatif est le courant dont l'amplitude change constamment, et qui inverse sa direction à des intervalles réguliers. A. Le CA est fait à partir d'un électroaimant. Après un tour de 360, il a un cycle. Un demi cycle fait une alternance (180 ). La fréquence de cycle par secondes se calcul en Hertz. (Hz) 3. Les valeurs. A. La valeur instantanée : C'est la valeur de tension ou de courant prise à un temps donné pendant le cycle. B. Valeur crête-à-crête : C'est la valeur de la crête positive (+) crête négative. (Valeur maximale x 2 = Valeur crête-à-crête). C. La valeur maximale : C'est la valeur atteinte lorsque la tension et le courant sont a leur valeur la plus élevé dans le cycle. (Valeur crête-à-crête /2 = valeur maximale). (Valeur efficace x = valeur maximale). D. La valeur moyenne : C'est en moyenne des valeurs instantanées d'une alternance. (Valeur maximale x = valeur moyenne). E. Valeur efficace : C'est la valeur de la tension ou du courant ayant les mêmes effets calorifiques qu'un CC de même valeur. (Valeur maximale x = valeur efficace).

9 V. LA CAPACITÉ 1. Le condensateur Le condensateur est une composante servant à emmagasiner l'énergie dans un champ électrique. A. La capacité (C) d'un condensateur est déterminé par les facteurs suivants. C= Q E La surface des plaques : Lorsqu'on augmente la surface des plaques, on augmente la capacité. La distance entre les plaques : Lorsqu'il y a plus d'espace entre les plaques, la capacité diminue. La constante diélectrique de l'isolant employé entre les plaques. Par exemple, un diélectrique en mica assure une plus grande concentration du champ électrique que l'air qui vaut 1. La constante du diélectrique, est K. B. Les condensateur sont classé selon les classes suivantes. Les condensateur de mica : ils ont de très haute tension de service. Ils sont très résistant et sont scellés hermétiquement afin que l'humidité et la vibration ne les endommagent pas. Les condensateur de céramique : ils se présentent sons forme de disques ou de tubes. C'est le genre de condensateur le plus utilisé. Les condensateurs mylars : ils sont utilisé comme diélectrique, un type de plastique appelé mylar. Leur valeur sont indiqué par un code de couleurs comme les résistances. Les condensateurs électrolytiques : ils ont comme diélectrique une mince couche d'oxyde de métal sur une des plaques métalliques. Ils sont donc polarisés. C. Les condensateurs servent à : Bloquer le CC et laisser passer le CA, Syntoniser un signal, Filtrer un signal, Corriger le facteur de puissance, Annuler la réactance relative. D. La capacité en série se calcul comme ceci: n ( 1 1 ) i=1 c i E. La capacité en parallèle se calcul comme ceci : C 1 + C 2 + C n = C t

10 D. La réactance capacitive. La réactance : c'est l'opposition au courant alternatif; elle se mesure en ohms. La réactance capacitive (X C ) : c'est l'opposition qu'un condensateur offre au CA. Elle dépend de la fréquence de la tension de la source et de la capacité du condensateur. Plus la fréquence ou la capacité est élevé, moins forte est l'opposition du condensateur. Dans un circuit purement capacitif, le courant est en avance de 90 sur la tension. X C = 1 2π f C

11 VI. L'INDUCTANCE 1. L'inductance (L). C'est un champ magnétique produit par un champ électrique qui passe dans un fil qui entoure un noyau de fer. L'inductance se mesure en ohms. A. Dans une bobine parcourue par un CC, il ne se passe pas autre chose que l'apparition du champ magnétique qui tourne toujours dans le même sans. Une bobine laisse passer le CC. B. Dans une bobine parcourue par un CA, le champ magnétique tourne en alternance. La bobine joue alors son rôle d'inductance et à tendance à s'opposer au courant alternatif. C. Les effets de l'inductance : la f.e.m. induite tend toujours à s'opposer aux variations du courant. - Elle s'oppose à la circulation du courant lorsque le circuit est fermé. - Elle tend à prolonger la circulation du courant lorsque le courant est ouvert. - Elle tend à maintenir le courant constant lorsque la f.e.m. appliquée augmente ou diminue. D. Les facteurs influençant l'inductance : elle dépend des propriétés physiques de la bobines. - Le nombres de fils (spires). - Le diamètre de la bobine. - La forme de la bobine. - Le matériel servant de noyau. E. Un henry (H) : est l'inductance d'une bobine dans laquelle une f.e.m. d'un volt est produite lorsque le courant change d'un ampère par seconde. L H = E xt sec I F. Un CA dans une inductance pure est en retard de 90 par rapport à la tension aux bornes de l'inductance. G. L inductance se calcule comme la résistance - Lorsque plusieurs inductances sont en série : L T = L 1 + L 2 + L Lorsque plusieurs inductances sont en parallèle: n i=1 ( 1 1 ) L i H. Le temps nécessaire pour que le CC, appliqué à une inductance, atteigne 63% de sa valeur maximale est appelé constante de temps.

12 2. Réactance inductive (X L ) C'est l'opposition à la circulation du courant provoquée par l'inductance. A. Pour faire circuler un CA dans un circuit inductif, la tension appliquée doit donc surmonter l'opposition offerte par la f.e.m. induite. B. La fréquence du CA influence l'opposition offerte au courant au même titre que l'inductance du circuit. Cela signifie que la réactance inductive dépend de la fréquence et de la valeur de l'inductance. X L =2π f L - Dans une inductance, le courant est déphasé de 90 sur la tension. C. On calcul la réactance, comme la résistance : - En série : Xt = X1 + X2 + X3... n - En parallèle : i=1 ( 1 1 ) X i D. Les relations de phases : Dans une capacité, le courant précède la tension de 90. Dans un inductance (l'inverse), le courant est en retard de 90 par rapport à la tension. - La réactance totale en série : X = X L - X C - La réactance totale en parallèle : X = X c x X L X c X L 3. L'impédance (Z) C'est l'opposition totale à la circulation d'un CA lorsqu'un circuit contient une résistance et une réactance. 4. La résonance C'est une propriété électrique servant à décrire la caractéristique d'une fréquence d'un circuit comprenant une bobine et un condensateur. On dit qu'un circuit est résonnant lorsqu'à une fréquence donnée la réactance inductive annule la réactance capacitive (XL = XC). La seule opposition au passage du CA est la résonance ohmique. Quand le circuit est résonnant, la fréquence à laquelle se produit ce phénomène s'appelle la fréquence de résonance. La fréquence de résonance est égal à : 1 f = 2π ( L C )

13 A. Le circuit résonnant monté en série accepte le courant à la fréquence mais ne passe pas le courant aux fréquences non résonnantes. La fréquence augmente : La fréquence augmente : La fréquence diminue : La fréquence diminue : L'inductance augmente : L'inductance diminue : La capacité augmente : La capacité diminue : -X L augmente. -X C diminue. -X L diminue. -X C augmente. -X L augmente. -X L diminue. -X C diminue. -X C augmente. B. On dit qu'un circuit RLC monté en série est en résonance lorsque les réactances inductives et capacitives sont égales. C. Un circuit résonnant avec LC en parallèle rejette le courant à la fréquence de résonance mais laisse passer le courant aux autres fréquences. Un circuit résonant monté en parallèle a une impédance très élevée à la résonance et son courant est très bas. D. Caractéristiques du circuit résonnant monté en série. À la résonance, l'impédance résultante du circuit est très faible et elle se limite à la valeur de la résistance. Le circuit se comporte comme un simple circuit résistif avec toutes les caractéristiques propres à ce genre de circuit. La tension et le courant son en phase. Les tensions apparaissant aux bornes des réactances sont de même grandeur mais de signes opposés. La tension aux bornes de la résistance a la même valeur que la tension de la source. La tension aux bornes de l'inductance ou de la capacité peut être très grande même si la tension appliqué est restreinte. E. Caractéristiques du circuit résonnant monté en parallèle. À la résonance, l'impédance du circuit résonnant monté en parallèle est maximale. L'impédance est égale au produit de l'une des réactances (XL ou XC) par le facteur Q. Le circuit se réduit alors à une simple résistance. La tension et le courant sont en phase. Le courant total est minimum. Les tension aux bornes de l'inductance, de la capacité et de la source sont toutes trois identiques. Lorsqu'il y a résonance, les courants dans l'inductance et la capacité sont opposé et de même intensité.

14 5. Le facteur Q. C'est mesure la sélectivité d'un circuit RLC : c'est la comparaison de la tension de l'inductance par rapport à la tension de la ligne. Un Q élevé dans un circuit indique une syntonisation plus sélective alors qu'un Q faible donne une syntonisation plus large, donc moins sélective. A. Dans un circuit résonnant monté en série, le facteur Q se calcule comme suit : Q= 1 R L C B. Dans un circuit résonnant monté en parallèle, le facteur Q se calcule ainsi : Q=R C L

15 VII. LE TRANSFORMATEUR 1. Le transformateur C'est un dispositif qui transforme l'énergie électrique pour alimenter des circuits avec des tensions plus ou moins élevés. Le fonctionnement repose sur le principe de l'induction électromagnétique. A. On appelle bobine primaire l'enroulement relié aux bornes du générateur dont on veux transformer le courant, et bobine secondaire l'enroulement à la sortie duquel on obtient le courant transformé. B. Le transformateur sert essentiellement à modifier, sans perte de puissance, la tension et le courant électrique. C. Le transformateur sert : À augmenter ou abaisser le CA dans les bloc d'alimentation. À augmenter ou abaisser l'impédance dans les amplificateurs. 2. L'inductance mutuelle. C'est quand deux bobines sont placé de telle façon que la champ magnétique de l'une atteint l'enroulement de l'autre, elles sont couplées par induction. A. En appliquant une tension alternative à l'enroulement primaire d'un transformateur, il se crée, dans le noyau, une certaine induction dont la valeur est fonction de la perméabilité du noyau, de l'intensité du courant et du nombre de spire de fils de cet enroulement. B. Le transformateur isole l'entrée et la sortie parce qu'aucune connection n'existe entre le primaire et le secondaire. La tension induite est proportionnelle au nombre de spire de l'enroulement. 3. Survolteur et dévolteur. Lorsqu'on veut obtenir une tension plus grande à celle fournie par la source, on fait appel à un survolteur (- de spires primaires que secondaire) et lorsqu'on veut obtenir une tension plus petite à celle fournie par la source, on fait appel à un dévolteur (+ de spires primaires que secondaire). Mais comme l'énergie ne peut être créée à partir de rien, il est évident que, si la tension au secondaire est accrue, l'intensité du courant est réduite de façon correspondante : P1 = P2 donc E1 x I1 = E2 x I2. 4. Le rapport de transformation S'il y a 400 tours sur la bobine primaire et 200 sur la bobine secondaire, le courant secondaire sera deux fois plus gros que le courant primaire. La relation entre le courant primaire et le courant secondaire est toujours le rapport inverse du nombre de spires sur chaque bobines.

16 A. La formule de transformation : E p E s = Spires p Spires s = I s I p 5. Le coefficient de couplage magnétique. Il exprime l'efficacité ou le rapport entre l'énergie utilisé à la sortie et l'énergie disponible à l'entrée: Efficacité= P sortie Puissance = sortie P entrée Puissance sortie + perte IIX. LES SEMI-CONDUCTEURS ET LA DIODE 1. Les tubes à vide et les semi-conducteurs Ils servent à: détecter le courant (diode); redresser le courant (diode); amplifier le courant (tube à vide). A. Les semi-conducteurs sont des matériaux qui peuvent être à la foie conducteurs, à haute température et isolant à basse température. Ils ont 3 bornes ou plus. B. Les principaux semi-conducteurs sont : le germanium, le silicium et le sélénium. C. Les semi-conducteurs pure ne sont pas très utilisé. D. Un semi-conducteur peut être facilement conducteur en ajoutant des particules d'un autre matériau. Les semi-conducteur sont habituellement composés de silicium mêlé à de petites quantités d impuretés telle que le phosphore, l'aluminium, l'antimoine, l'indium. Les semi-conducteur sont utilisé dans les diodes et les transistors; ils ont largement remplacé les vieux tube à vide. Les semi-conducteurs ont d'important avantage sur les tubes à vides : ils sont plus petits, plus léger et ne demande pas de puissance pour produire des électrons libres. E. Les matière dont la résistance se situe entre celle des isolants et celle des conducteurs sont appelées des semi-conducteurs. La résistance est déterminé par le nombre d'atomes sur leur niveau périphérique. Les conducteurs en possède 3 ou moins, les isolants de 5 à 8 et les semi-conducteurs 4.

17 F. Les semi-conducteurs de type N : La structure d'un cristal de silicium peut être légèrement altérée par l'addition d'un atome ayant 3 atomes ou moins sur leur niveau périphérique (phosphore, arsenic et antimoine). Il est donc de type Négatif. G. Les semi-conducteurs de type P : Il est possible de modifier le silicium d'une autre façon; en ajoutant atome ayant 5 à 8 atomes sur leur niveau périphérique. Il est donc de type positif. 2. La diode C'est une composante électronique qui permet au courant de passer dans une direction seulement. Elle sert aussi dans la direction de la radiofréquence en extrayant l'information contenue dans des signaux transmis. Le redressement est la conversion d'un CA en CC pour alimenter en courant constant les appareil de communication (radio, télévision...). Les diodes ont seulement 2 bornes. A. Une diode en polarisation directe conduit aisément, une diode en polarisation inverse conduit difficilement. Si on considère la tension inverse au borne de la diode, on s aperçoit qu'il n'y a qu'un très faible courant de fuite jusqu'à ce que le point Zener (point d avalanche) soit atteint. Ce point est aussi appelé tension Zener, la diode commence à conduire très rapidement le courant en sens inverse. IX. DU TRANSISTOR AU CIRCUIT INTÉGRÉ 1. Le transistor. Il a pour but d'augmenter l'énergie électrique du signal qui les traversent. Ils amplifient soit l'intensité, la tension ou la puissance. A. L'émetteur (E) : est fortement dopé; son rôle est d'émettre des électrons dans la base. B. La base (B) : est légèrement dopée et très mince; elle transmet au collecteur la plupart des électrons venant de l'émetteur. Le dopage du collecteur se situe entre le dopage intense de l'émetteur et le dopage léger de la base. C. Le colleteur (C) : recueille les électrons qui lui viennent de la base, d'où son nom. C'est la plus grande des trois régions dopées et aussi celle qui doit évacuer la plus grande quantité de chaleur. D. L'émetteur sert de point de référence pour déterminer la polarité des éléments d'un transistor. NPN : émetteur négatif, donc base et collecteur plus positif. PNP : émetteur positif, donc base et collecteur plus négatif.

18 2. Le rapport alpha (α) Dans un transistor, le rapport d'amplification entre le courant du collecteur et le courant de l'émetteur s'appelle le rapport alpha, symbolisé par la lellre grecque ALPHA α. Il se situe entre 0.92 et 0.98: 3. Le rapport bêta (β) I c I e = =0.98 Le gain dynamique en courant d'un transistor, est symboliser par la lettre grecque BETA β. C'est le rapport des variations du courant au collecteur sur la variation du courant à la base lorsque la tension collecteur-émetteur est constante. Le terme bêta indique un rapport du courant de sortie au collecteur sur le courant d'entrer à la base. I c I b 4. Les points communs. A. L'émetteur commun : Les signaux sont fournis à la base et extraits au collecteur tandis que l'émetteur est relié à la masse. gain de courant élevé, gain de tension élevé, gain de puissance élevé, impédance d'entrer moyenne (200 à 2000 ), impédance de sortie moyenne. La sortie est déphasée de 180 par rapport à l'entrer. B. Base commune : Les signaux d'entrer vont à l'émetteur et sortent par le colecteur. Une amplification de courant très faible, Une forte amplitude de tension, Une impédance d'entrée assez faible (10 à 1000 ), Une impédance de sortie élevée ( à ). C. Collecteur commun : Les signaux entrent à la base et sotrent à l'émetteur. Une forte impédance d'entrée ( ), Une faible impédance de sortie (50 à 500 ), Gain de tension très faible, Faible gain de puissance. Les transistor TEC : transistor à effet de champ : très robuste.

19 Ses connecteurs : source et drain jouent respectivement les rôles d'émetteur et de collecteur d'électrons. La porté, troisième borne, peut-être de canal P ou N si respectivement le courant sort ou entre dans le transistor. X. LES TUBES À VIDE 1. Descriptions des tubes à vide On classe les tubes selon : leur nombre d'électrodes, leur sorte de cathode, leur fonction, s'ils sont à vide ou à gaz. Les tubes servent à transformer le CA en CC, augmenter l'amplitude du signal et produire des oscillations. Il existe plusieurs sorte de tubes : les diodes, les triodes, les tétrodes, les pentodes et les pentagrilles. 2. La composition des tubes. La cathode : C'est l'électrode dont le rôle est de produire les électrons dans le tube. L'anode : C'est la plaque d'un tube que l'on porte à une tension positive et qui attire les électrons émis par la cathode. La grille de contrôle : Formée d'un grillage disposé entre la cathode et la plaque, cette grille contrôle le passage des électrons. La grille-écran : C'est l'électrode qui est placée entre la grille et la grille d'arrêt. Elle a pour but de diminuer la capacité inter-électrode. Émission secondaire : C'est l'émission d'électron que la plaque n'a pu absorber et qui rebondissent. La diode : La diode contient deux électrode : un émetteur (cathode) d'électron et un collecteur (plaque). Si la tension est positive, les électrons se joignent sur la plaque et un courant peut passer; si la tension est négative, les électrons se repoussent donc le courant ne passe pas. Chauffée à rouge, la cathode émet des électrons qui forment un nuage autour d'elle. Si une tension positive est appliquée à la plaque, les électrons sont attirés vers elle et un courant circule de la cathode à la plaque. Si la polarité est renversée, les électrons ne passe plus. Les électrons voyage seulement de la cathode à l'anode. Elle sert à redresser un courant. La triode contient 3 électrodes : la cathode, la grille et la plaque. La triode est utilisé pour amplifier deux tensions qui sont appliquées en série entre la grille et la cathode : la tension de polarisation de grille qui est une tension continue négative et la tension alternative du signal à amplifier.

20 La tétrode : Dans la tétrode, une grille y est ajouter : la grille-écran. La grille-écran à pour but de : réduire la capacité grille-écran, éliminer la réaction négative, réduire l'effet de la charge d'espace, permettre des courants de plaque plus élevés et réduire la résistance à l'intérieure d'un tube. La pentode est un tube à trois grilles; une grille d'arrêt est incérée entre la grille écran et la plaque. Cette grille arrête le courant entre la plaque et la grille-écran. Elle sert à prévenir le retour dans les grilles des électrons qui rebondissent de la plaque. Elle est utilisé pour amplifier la tension en radiofréquence et en audiofréquence et comme tube à réactance veriable. XI. REDRESSEUR ET CIRCUIT D'ALIMENTATION On peut expliquer l'effet du condensateur sur les demi-alternances de la façon suivante : durant le demicycle du courant alternatif où le courant circule jusqu'à la résistance de fuite et qu'il revient vers la diode, le condensateur à le temps de se charger jusqu'à la valeur de la crête. Cependant lorsque la diode ne permet pas à l'autre demi-cycle de passer, aucun courant ne circule. La résistance de fuite donne donc, au condensateur, l'occasion de se décharger. C'est pourquoi on remarque une légère diminution de tension lorsque la diode ne conduit pas, c'est à dire lorsque le condensateur se décharge. Le redresseur à deux alternances produit plus de puissances que celui à une alternance car ce dernier n'utilise qu'un demi cycle. Dans un redresseur à une alternance, la tension continue pulsative obtenue est environ 45% de la tension alternative (valeur efficace) appliquée. Dans un redressuer à deux alternances, cette tension continue grimpe à environ 90% de la tension alternative appliquée. La résistance de fuite est importante pour deux raisons : elle décharge les condensateurs lorsque le bloc d'alimentation arrête de fonctionner empêchant ainsi les chocs électriques possibles et elle agit comme régulateur de tension. XII. L'OSCILLATEUR TRANSISTORISÉ Un oscillateur peut se définir comme un circuit qui convertit une source de courant continue en courant alternatif en utilisant une rétroaction régénératrice. Le signal de sortie d'un oscillateur peut être sinusoïdale c'est-à-dire comme dans un récepteur radio. Il peut avoir d'autres formes : ondes en dent de scie, ondes carrée, ondes trapézoïdale ondes complexe.

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