Les composants électroniques
L'électronique repose sur l'utilisation de composants électroniques capables de contrôler, transformer ou exploiter les signaux électriques. Ces petits éléments sont assemblés pour créer des circuits qui permettent aux appareils modernes de fonctionner.
Contrairement à un simple circuit électrique qui permet principalement de faire circuler un courant, un circuit électronique peut traiter des informations, commander des actions ou modifier le comportement d'un système.
Un composant électronique est un élément possédant une ou plusieurs propriétés électriques particulières. Placés ensemble sur un circuit, plusieurs composants forment un ensemble capable de réaliser une fonction précise.
- Les composants peuvent contrôler la circulation du courant.
- Ils peuvent stocker temporairement de l'énergie.
- Ils peuvent détecter des informations provenant de leur environnement.
- Ils peuvent transformer ou transmettre des signaux électriques.
- Ils permettent de construire des appareils simples ou très complexes.
Les composants électroniques existent sous différentes formes. Certains sont très simples et ne possèdent qu'une fonction élémentaire, tandis que d'autres regroupent des millions d'éléments microscopiques dans un même boîtier.
Dans un appareil électronique, chaque composant joue un rôle particulier. Certains participent à l'alimentation du circuit, d'autres contrôlent les signaux, mesurent des grandeurs physiques ou permettent au système de communiquer avec l'extérieur.
Exemple : dans une lampe électronique, plusieurs composants peuvent être associés pour recevoir une commande, gérer l'énergie nécessaire à l'éclairage et protéger le circuit.
Les composants électroniques sont présents dans presque tous les objets qui nous entourent : téléphones, ordinateurs, voitures, appareils électroménagers, robots ou objets connectés.
La miniaturisation des composants a profondément transformé notre société. Des circuits capables autrefois d'occuper une pièce entière peuvent aujourd'hui tenir dans un appareil que l'on transporte dans une poche.
Comprendre les composants électroniques permet de découvrir comment les appareils modernes fonctionnent et comment les ingénieurs créent des systèmes capables de mesurer, calculer, communiquer et agir.
- Les résistances
- Les condensateurs
- Les bobines
- Les diodes
- Les LED
- Les transistors
- Les circuits intégrés
- Les capteurs
- Les actionneurs
Les condensateurs
Le condensateur est un composant capable de stocker temporairement de l'énergie électrique. Contrairement à une pile, qui produit de l'électricité grâce à une réaction chimique, le condensateur emmagasine simplement des charges électriques puis les restitue lorsque le circuit en a besoin.
À l'intérieur d'un condensateur se trouvent deux plaques métalliques très proches l'une de l'autre, séparées par un matériau isolant appelé diélectrique. Lorsque le condensateur est relié à une source de tension, des charges électriques s'accumulent sur les plaques : l'une devient chargée positivement, l'autre négativement. Cette séparation des charges crée un champ électrique qui stocke l'énergie.
La capacité d'un condensateur à emmagasiner des charges s'appelle la capacité. Elle se mesure en farads (F). Le farad étant une unité très grande, on utilise le plus souvent des microfarads (µF), des nanofarads (nF) ou des picofarads (pF).
La quantité de charges stockées dépend de la tension appliquée. Elle est donnée par la relation :
Q = C × U
où Q est la charge électrique (en coulombs), C la capacité (en farads) et U la tension (en volts).
Un condensateur ne se charge pas instantanément. Lorsqu'on le relie à une source de tension, il se remplit progressivement jusqu'à atteindre la tension du circuit. De la même manière, lorsqu'on le débranche, il se décharge peu à peu en restituant l'énergie qu'il avait emmagasinée.
Exemple : lorsqu'on branche une alimentation sur un ordinateur ou un téléviseur, de gros condensateurs se chargent dès la mise sous tension. Ils servent ensuite de réserve d'énergie pour maintenir une tension stable malgré les variations de consommation de l'appareil.
Les condensateurs sont utilisés dans presque tous les circuits électroniques. Ils permettent notamment de lisser les alimentations électriques, filtrer les parasites, réaliser des temporisations, produire des oscillations ou encore transmettre certains signaux tout en bloquant les tensions continues.
Même après avoir été débranché, un condensateur peut conserver une charge électrique pendant plusieurs secondes, voire plusieurs minutes. Les gros condensateurs utilisés dans certains appareils peuvent donc provoquer une décharge électrique s'ils ne sont pas déchargés correctement avant toute intervention.