Condensateurs non électrolytique en céramique, lien, lien 2,
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Une mise à la terre via une alimentation ou une alimentation à découpage est explosive.
La plus part des oscilloscopes sont raccordés à la terre et peut être explosive.
J'ai mis une étiquette sur tous mes appareils qui sont reliés à la terre, afin de préserver la vie de l'oscilloscope. Attention tous les ordinateurs sont raccordés à la terre.
Un oscilloscope 200Mhz lien, lien, pour mesurer les signaux électroniques.
Attention avec les terres des oscilloscopes et la terre de votre habitation.
Un électronicien sans oscilloscope est un soldat sans fusil.
Un multimètre classique pour mesurer les tensions et les courants, MESTEK lien.
Une alimentation de laboratoire de 0 à 30 v et de 0 à 5 A, lien.
Voilà, vous êtes assez bien équipés pour commencer l'électronique, les autres appareils peuvent être fabriqués par vous-même.
Soyez très prudent avec l’électricité !
Pour le code des résistances SMD, lien pratique et indispensable.
Vérifiez toujours avec votre multimètre les valeurs des résistances et des condensateurs avant de les placer dans un montage, ont à parfois quelques surprises.
L'électricité cours 1,
Pour faire du courant, il faut une différence de potentiel.
Par exemple, une batterie de voiture qui possède une tension de 12 volts.
Une pile de 1,5 V ou une pile carrée de 9 V. Alimentation de laboratoire de 0 à 30 v réglable.
La loi d'ohm -> U = R * I. La tension se mesure en Volts avec un multimètre.
Si l'on applique une tension sur une résistance de 100 ohms, dans celle-ci il va passer un courant
exprimé en Ampères avec autre multimètre. I = U / R.
Si U = 9V et R = 100 ohms alors 9/100 = 0,09 Ampère = 90 mA.
Et voilà votre premier circuit !
Le courant va toujours du +9 V de la pile vers le moins de cette pile.
Le fusible protège la pile, il fond si le courant est trop grand.
Pour mesurer un courant continu de 90 mA avec un multimètre (branché en ampèremètre), il faut le brancher en l’insérant dans le circuit avec le calibre de 1A continu.
Le multimètre (en voltmètre) mesure la tension de 9v avec le calibre 20 v continu sur la résistance car ampèremètre n'a lui quasiment pas de résistance (-> 0 ohm) -> 100 ohms + 0 ohms (en série) = 100 ohms.
Pas de tension = pas de courant.
Pas de courant dans la résistance = pas de tension sur ses 2 bornes.
Une batterie parfaite qui ne débite pas de courant garde sa tension constante de 9V.
La tension est de toujours 9v même quand le temps s'écoule, on appelle cela une tension continue.
Voici son oscillogramme.
Courant alternatif de 22 vpp de 1 sec ou de 1 Hz, c'est une sinusoïde.
Ne pas mesurer la sinusoïde de votre secteur avec votre oscilloscope, 1 la tension est trop élevée et 2 la terre de votre installation électrique pourrait claquer votre oscilloscope.
Dans une prise de courant de la maison vous avez une sinusoïde de 620 vpp et de 50 Hz.
Une période dure donc 20 mSec.
Voilà un petit montage pour mesurer votre prise de courant avec un transformateur isolant pour votre oscilloscope.
Le secondaire du transformateur est isolé par un circuit magnétique qui transporte le courant du primaire au secondaire.
Le magnétisme, lien,
Le primaire du transformateur du côté du 230 Veff possède un fil de plus petit diamètre de +- 80 ohms alors que le secondaire est fait de plus gros fil de même pas +- 1 ohm. Car ce transformateur est un abaisseur de tension sinusoïdale 50 Hz.
Entre le primaire et le secondaire d'un transformateur non raccordé, la résistance mesurée à l’ohmmètre doit très très élevée (infinie) ou bien, il est mort et dangereux.
Si un courant est trop élevé dans une pièce électronique, cette pièce va fondre comme un fusible.
C'est pareil pour le transformateur, quand on achète un transformateur, il faut fournir la tension d'entrée et la tension de sortie ainsi que le courant maximum de la sortie du transformateur.
Un transformateur de 10 VA, nous donnera pour une tension de 9 v en sortie (10/9) +- 1A maximum. 10 VA est donc la puissance du transformateur = U * I. D'où I = P / U.
Dans une résistance de 1 k ohms et de 1/4 de watt, le courant maximum sera donc de racine carrée de (0.25 w / 1 000) = racine carrée de 0,00025 = 0,016 A = 16 mA.
La puissance est en watts -> P = U*I or U=R*I donc P = R * I * I. et (I * I) = P / R.
Donc, un courant de 20 mA dans cette résistance est trop grande, elle va brulée !
Pour le primaire du transformateur, on aura 10 VA -> I = P / U = 10 / 230 = 44 mA eff.
Le fusible sera 4 * 44 mA = 200 mA ou bien 250 mA. Et au secondaire 1,5 A. Toujours un peu plus
car les effets de self peuvent augmenter le courant, sur tous à sa mise en route.
Pour tous transformateur la puissance d'entrée et égale à la puissance de sortie.
Bien sûr, il y a toujours une petite perte. Il est parfois nécessaire de mettre une résistance de 1 k ohms
à la sortie du transformateur afin d'éviter les parasites et déformations à l'oscilloscope.
La diode, elle laisse passer le courant dans un sens mais pas dans l'autre sens.
Il ne passe qu'une alternance positive sur les deux alternances grâce à la diode.
L'alternance négative ne passe donc pas et on y reste à 0 V pendant cette alternance négative.
On a donc plus 22 vpp, mais la moitié 11 vpp.
Le pont de diode
On voit que l'alternance négative est devenue une alternance positive.
La période du 50 Hz étant 20 mSec est divisée par 2 et devient 10mSec et sa fréquence devient 100 Hz.
Une période est formée par un signal identique qui se reproduit l'un après l'autre dans le temps.
Le condensateur
Ce sont 2 conducteurs séparer par un isolant d'une certaine épaisseur.
La capacité dépend de la nature de l'isolant, de la surface de cet isolant et de son épaisseur.
Plus son épaisseur est mince, plus la capacité va augmenter, mais s'il devient trop mince, l'isolant va claquer ou il va se percer, il y a donc un compromis pour choisir l'épaisseur de l'isolant.
Plus la tension appliquée sur ce condensateur sera élevée et plus l'épaisseur de l'isolant sera forcément plus grande ou bien il percera.
Plus la surface est élevée et plus la capacité sera grande, mais plus encombrante.
Il existe des condensateurs non électrolytique et des condensateurs électrolytiques
Un condensateur peut stock des charges électriques de signes contraires sur les 2 surfaces conductrices du côté de l'isolant. Une plaque conductrice aura une charge + et l'autre plaque aura une charge négative.
Il faut donc un certain temps pour charger le condensateur et un certain temps pour le décharger.
En électronique grâce aux condensateurs, apparaît ainsi la notion du temps.
Pour charger le condensateur, il faut une résistance en série avec lui, pour limiter le courant de charge
de ce condensateur. Même chose pour la décharge du condensateur pour ne pas détruire le condensateur. La charge et la décharge d'un condensateur sont des courbes exponentielles.
Quand on ouvre un circuit électronique, il faut toujours faire très attention, car les condensateurs ne sont pas forcément toujours déchargés.
La valeur du condensateur dépend donc, de sa construction et s'exprimera en farads (F).
Pour les condensateurs non électrolytiques, leur isolant est souvent un film en plastique (polyester "polyéthylène PET ou PEN"), qui facilite la miniaturisation.
Il y a aussi les MKP en polystyrène, les MKC en polycarbonate plus encombrant, mais plus fiable.
Les céramiques souvent en disque plat, ils cassent assez facilement et varient avec la température.
On n'utilise plus le papier ou le carton aujourd'hui en 2021.
Quand on veut acheter un condensateur, il faut fournir au vendeur la valeur de la capacité en farads et la tension maximale auquel il sera soumis. Ainsi que la température maxi pour les électrolytiques.
ex1) 10 uF électrolytique 105°C de 100 V.
ex2) 100 nF non électrolytique de 50 V.
On voit que pour charger en tension un condensateur, il faut au minimum une durée de 5 * (R*C).
(R*C) = la constante de temps.
Il y a 4 droites que l'on appelle une asymptote, 2 asymptotes obliques (tangentes) et 2 asymptotes horizontales. Ces 2 courbes viennent de 2 équations différentielles du 1er ordre.
Charge et décharge d'un condensateur.
Le courant dans un condensateur dépend de la variation de la tension à ses bornes et de la valeur de cette capacité. Grande variation de tension à ses bornes en un temps très court va engendrer un grand courant, mais attention si le courant est trop grand le condensateur va claquer. Ic = C du/dt.
Ic est donc la dérivée de la tension uc par rapport au temps t multiplié par la capacité C.
Ut = ur + uc = Ut = RC du/dt + uc. On a bien une équation différentielle du 1er ordre.
La variable en fonction du temps est uc.
Il sera chargé à 99 % après 5 constantes de temps.
On va résoudre cette équation différentielle du 1er ordre en lui associant une équation différentielle homogène du 1er ordre.
On y est presque ! Il nous faut déterminer des constantes avec des solutions particulières.
(u) t = E charge complète quand t -> l'infini.
A = -B = -E quant t = 0
Pour la décharge d'un condensateur.
Vous pouvez décharger un condensateur avec une résistance 470E de 10 watts, cela va encore plus vite quand on le fait en plusieurs fois, plutôt qu'en une seule fois. Pour le calcul, c'est encore plus simple que précédemment.
Le condensateur empêche la tension de sortie de redescendre lors des flancs descendants, car il a stocké de la tension lors des flancs de montée.
En parallèle sur la capacité électrolytique, on peut y rajouter une capacité non polarisée de 100 nF et encore une autre de 10 nF, cela diminue les parasites. Dans les circuits imprimés, on ajoute des capacités de 100 nF tous les 3 cm d'alimentation, et sur l'alimentation des circuits intégrés, au plus près de ceux-ci. On doit éviter de faire des pistes de circuit imprimé en angle droit, il faut arrondir les tournants.
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