Chapitre 14 : L’ingénierie électrique Flashcards
(13 cards)
Électricité et électronique
Composantes électroniques :
- fabriquées matériau particulier : semi-conducteur (silicium)
- miniaturisation poussée + courant faible
- conduction électrique commandée de manière plus fine → traitement de l’info
Composantes électriques
- fabriquée matériau conducteur, métaux, alliage (cuivre)
- fonctionner circuits de fortes puissances
- conduction électrique commandée de manière moins fine
⇒ mêmes lois générales de l’électricité
Fonction électrique
Fonction électrique
- chaque composante (électrique + électronique) rempli 1 fonction
- rôle jouée par composante dans contrôle/transformation du courant électrique
- alimentation, conduction, isolation, protection, commande, transformation d’énergie
Fonction alimentation
Fonction alimentation
- assurée par toute composante pouvant générer courant électrique dans circuit
- source d’alimentation fournit assez énergie pour circuler courant dans fils + composantes
Piles :
- transformation énergie chimique en électrique
- Avantage : portatifs
- Inconvénients : remplacée après durée limitée + risques de contamination dans sites d’enfouissement en relâchant métaux lourds
Prise de courant
- muni de contact pour recevoir lames d’une fiche d’alimentation + relié permanemment à réseau électrique
- Avantage : source alimentation stable longue durée + peu GES au QC
- Inconvénient : inondation territoires (barrages) + appareils non loin de la prise + éteint si panne du réseau
Cellules photovoltaïques :
- génère courant électrique suite exposition à lumière
- Avantage : alimentation en région isolée + objets portatifs + pas GES + durée vie 20-30 ans
- Inconvénients : dépend ensoleillement + coûteuse
Fonction conduction
Fonction conduction
- assurée par toute composante pouvant transmettre courant électrique d’une partie à autre dans circuit
- principalement fils électriques → transport électrons/courant électrique par matériaux conducteurs (cuivre)
- corps humain, 2 pièces métals
Circuit imprimé :
- circuit électrique imprimé sur plaquette rigide (1 mm) servant de support
- gravure, dissolution → enlever couche cuivre de la plaque pour laisser circuit électrique + trous percés pour composantes
La fonction isolation
La fonction isolation
- isolants = très mauvais conducteurs
- empêche élections quitter fils électriques
- prévient courts-circuits en empêchant contact entre 2 fils + protège humains
- boîtiers de plastique ou de céramique
- assurée par toute composante pouvant empêcher un courant électrique de passer
La fonction protection
La fonction protection
- assurée par toute composante pouvant interrompre automatiquement circulation courant électrique en cas situation anormale
- défaut (courts-circuits, surcharge du circuit) → éviter accidents graves → brancher dispositif de protection
Fusible :
- situation normale : courant électrique traverse fusible par filament conducteur
- situation anormale : intensité du courant dépasse certain seuil : filament fond + se rompt → empêche courant de passer
- 1x brûlé, fusible non utilisable + remplacé
Disjoncteur :
- dispositif protection → réarmé autant de fois qu’il le faut
- certains avec bilame : passe courant électrqiue
- quand intensité trop élevée → chauffage du bilame → se courbe + coupe le contact → mécanisme déclenchée pour maintien circuit ouvert
- autres disjoncteurs : mécanisme électromagnétique
La résistance électrique
La résistance électrique
- composante pour limiter passage des électrons dans circuit électrique
- valeurs différentes (ohms)
- code de coupleurs pour valeur :
Code de couleur :
- 1ère bande : 1er chiffre de la valeur
- 2e bande : 2e chiffre de la valeur
- 3e bande : 3e chiffre
- 4e bande : multiplicateur (ohm)
- 5e bande : tolérance (%)
La fonction commande
La fonction commande
- circulation du courant = fermeture du courant
- circuit fermé : permet au courant de circuler en boucle
- circuit ouvert : permet pas au courant de circuler en boucle
- assurée par toute composante pouvant ouvrir et ferme un circuit
Les types d’interrupteur
Unipolaire :
- fermer/ouvrir 1 contact à la fois
Bipolaires :
- ouverire/fermer 2 contacts à la fois
Unidirectionnel :
- électrons ne peuvent prendre qu’un chemin
Bidirectionnel :
- électrons possibilité suivre 2 chemins distincts
- position interrupteur détermine chemin suivi par électrons
Différentes formes d’interrupteurs
- interrupteur à bascule
- interrupteur à levier
- interrupteur à bouton-pressoir
- interrupteur à commande magnétique
La fonction transformation d’énergie
La fonction transformation d’énergie
- assurée par toute composante pouvant transformer énergie électrique en autre forme énergie
Ampoule incandescente
- énergie obtenue : énergie lumineuse
- électrons traverse tungstène → résistance → réchauffement au point émettre lumière
- lampe de poche
Élément chauffant :
- énergie obtenue : énergie thermique
- électrons traverser résistance → réchauffement
- four, bouilloire
Cristal piézo-électrique
- énergie obtenue : énergie mécanique ou énergie sonore (vibration)
- courant électrique dans cristal = vibration du cristal
- montre au quartz, haut-parleur
Électroaimant
- énergie obtenue : énergie magnétique
- champ magnétique : passage courant électrique + noyau de fer
- magnétophone, appareil de tri des déchets métalliques
Les composantes ayant d’autres fonctions
Le condensateur
Le condensateur
- dispositif a 2 surfaces électriques séparées par 1 isolant
- peut accumuler des charges électriques → capacité en farads (F)
- circuit relié à source d’alimentation + condensateur → accumulation charges électriques sur armatures : 1 côté négatif (électrons fournis par pile) + 1 côté positif (perd électrons attirés par pile positif)
→ armatures fortement attirés mais isolant → élimination → décharge électrique
- condensateur libère énergie instantanément → fournir charge importante en peu de temps
- déchargement : chute de tensions + rechargement : hausse de tension
- flash caméra, stabiliser source d’alimentation
La diode
La diode
- petit dispositif laisse passer courant que dans 1 sens
- matériau semi-conducteur (silicium) à
Plusieurs types de diodes :
Fonction guidage + blocage :
- appareils avec piles
- empêche circulation électrons quand pile à l’envers → protéger dispositifs électroniques fragiles
Redressement :
- conversion courant alternatif en continu
- empêche mouvement vas-et-vient
Diodes électroluminescentes (DEL)
- lumière émise quand passage courant
- consomme moins énergie que ampoule
Le transistor
Le transistor
- petit dispositif électronique semi-conducteur pour bloquer/amplifier courant
- 3 éléments essentiels : collecteur, base, émetteur
- courant circule dans cet ordre
- base sert de porte : soit bloquer passage, soit faciliter → contrôlé grâce à faible courant électrique
Le relais
Le relais
- composante permettant commande à distance d’un circuit à haute tension par circuit à basse tension par un signal électrique → différente provenance (interrupteur, ordinateur, cellule photoélectrique)
- Avantage : isoler électriquement circuit de commande + circuit commandé (aucun contact électrique)
- 2 parties : 1 recevant signal du premier circuit et envoi commande + 1 recevant commande et met en route le 2e circuit → 2 parties séparées
- utiliser quand commande à distance de dispositifs demandant bcp d’énergie → éviter risques choc électrique
2 types :
Relais électromécanique :
- commande par champ magnétique d’un électroaimant → mouvement pièce métallique
- durée vie + courte → mouvement pièce métallique
- + volumineux
- commande circuit + puissant
Relais à semi-conducteur :
- aucune pièce en mouvement
- avec source lumineuse (DEL) et cellules photosensibles
- ne laisse pas passer les fluides
- meilleure compatibilité avec circuits numériques
