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CONCEPTION D'UN AMPLIFICATEUR RF DE PUISSANCE 15W FM
Par Ingénieur ELIA | Le mercredi 26 avril 2023 | Dans CIRCUITS ÉLECTRONIQUES | Commentaires (0)
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L' ÉLECTRONIQUE
Par Ingénieur ELIA | Le mardi 25 avril 2023 | Dans Électronique | Commentaires (0)
J'AI RÉALISÉ MON ÉMETTEUR FM
Par | Le dimanche 12 février 2023 | Dans Électronique | Commentaires (0)
J'ai réalisé cet émetteur FM en 2017. Le circuit possède un Amplificateur de puissance capable de délivrer 5W ce qui permet de couvrir 10km dans mon petit village.
Avantage principal réside dans un fonctionnement sûr, et dans sa simplicité. De plus, tous les composants sont courants et très bon marché, ce qui devrait finir de convaincre le débutant de l'essayer.
D'un point de vue qualitatif et stabilité en fréquence, cet émetteur est simple et on doit se contenter de ce qu'il est capable de faire
On retrouve dans ce circuit émetteur quatre sections indépendantes qui sont l'étage Oscillateur FM (autour de T1), le Préamplificateur VHF (autour de T2) , le Driver (autour de T3), et l' Amplificateur de Puissance RF (autour de T4).
Émetteur FM 88-108MHz 1Watt
Par | Le samedi 11 février 2023 | Dans Électronique | Commentaires (7)
Le circuit d'émetteur à longue portée proposé est vraiment une conception très stable et sans harmonique que vous pouvez utiliser avec des fréquences fm standard entre 88 et 108 MHz.
Spécifications techniques de l'émetteur
Cela englobera probablement un spectre de 5 km. Il comprend un oscillateur extrêmement cohérent pour la raison que vous utilisez le stabilisateur LM7809 qui est une source d'alimentation stabilisée 9V pour le transistor T1 et pour le réalignement de fréquence qui peut être atteint au moyen du potentiomètre linéaire 10K.
La puissance de sortie de cet émetteur RF longue portée est d'environ 1W, mais peut être plus importante si vous utilisez des transistors comme 2N3866, 2SC1971…
Le transistor T1 est utilisé comme étage d'oscillateur pour présenter une petite fréquence de puissance constante. Pour affiner la fréquence. appliquez le potentiomètre linéaire 10k de cette façon: si vous modérez, dans le sens du sol, la fréquence. diminuerait probablement, mais lorsque vous l'ajustez dans le sens +, il grimperait.
Le potentiomètre est essentiellement nécessaire comme source d'alimentation flexible pour une paire de diodes varicap BB139.
Ces deux diodes fonctionnent comme un condensateur modifiable pendant que vous réglez le pot. En ajustant la capacité de la diode, le circuit des diodes L1 + rend un circuit de résonance pour T1.
N'hésitez pas à utiliser des transistors similaires à BF199, BF214 mais attention à ne pas utiliser de BC. À ce stade, vous ne recevez pas encore l’émetteur sans fil fm longue portée car la puissance électrique est assez réduite, un maximum de 0,5 mW.
Comment ça fonctionne
Le circuit d'émetteur proposé fonctionne de la manière suivante:
Enveloppez toujours l'étage oscillateur dans une protection métallique pour éviter que les fréquences parasites ne déstabilisent l'étage oscillant.
Les transistors T2 et T3 fonctionnent comme un étage tampon, T2 comme un amplificateur de tension et T3 comme un amplificateur de courant.
Cet étage tampon est vital pour la stabilisation de la fréquence simplement parce qu'il y a un circuit tampon entre l'oscillateur et le préampli et l'amplificateur final. Il se trouve que les mauvaises dispositions des émetteurs changent normalement de fréquence. chaque fois que vous modifiez l'étape finalisée.
En utilisant cette étape T2, T3, cela ne se reproduira plus!
T4 est un étage préamplificateur et est utilisé comme amplificateur RF de puissance de tension qui lui permet de produire une puissance adéquate à l'étage de transistor T5 de fin.
Comme il est démontré que T4 porte un compensateur de condensateur dans son collecteur, celui-ci est définitivement habitué à rendre un circuit de résonance conçu pour piloter T4 afin de favoriser des situations plus avantageuses et de supprimer ces harmoniques indésirables.
Les bobines L2 et L3 doivent être à 90 degrés de perspective l'une par rapport à l'autre, ceci afin d'éviter le couplage fréquentiel et parasite.
L'étage final de l'émetteur RF longue portée est équipé de n'importe quel transistor de puissance RF contenant pas moins d'un watt de puissance de production.
Utilisez des transistors tels que 2N3866, 2N3553, KT920A, 2N3375, 2SC1970 ou 2SC1971 si vous souhaitez produire un émetteur fm professionnel avec une puissance suffisante pour prendre en charge une zone de spectre étendue. Si vous utilisez 2N2219, vous obtiendrez certainement un maximum de 400 mW.
Utilisez un dissipateur thermique efficace pour le transistor T5 car il devient légèrement chaud. Utilisez une alimentation équilibrée fiable de 12 V / 1 A.
Comment configurer l'émetteur
Commencez par construire l'étage de l'oscillateur, soudez un petit fil au condensateur T1 10pF et écoutez une radio fm, ajustez le pot 10k jusqu'à ce qu'il soit possible d '«entendre» des perturbations vierges ou peut-être que si vous connectez une base musicale, vous pouvez écouter le mélodies.
Avec un cordon de 70 cm, il est possible de prendre en charge une région de 2 à 3 mètres simplement avec l'étage oscillateur.
Ensuite, continuez et construisez le reste de l'émetteur RF, utilisez un blindage correct comme suggéré dans l'explication ci-dessus.
Dès que vous avez terminé la conception de l'émetteur, connectez l'antenne ou plus efficacement une charge résistive de 50 ou 75 Ω et utilisez-la comme sonde RF, n'hésitez pas à utiliser la diode 1N4148 à la place de la diode de sonde.
Ajustez encore une fois le potentiomètre 10k sur la fréquence préférée. Ensuite, passez à l'étape T4 et réduisez la taille du trimmer de collecteur initial pour le signal de tension le plus élevé sur le multimètre.
Après cela, continuez avec la tondeuse suivante et ainsi de suite. Après cela, revenez sur le tout premier tondeuse et réajustez-le jusqu'à ce que vous receviez la tension maximale sur le multimètre.
Pour une puissance RF d'un watt, vous pouvez déterminer une tension de douze à seize. La méthode est P (en watt) équivaut à U2 / Z, où Z est 150 pour une résistance de 75Ω ou 100 pour une résistance de 50Ω, néanmoins il faut garder à l'esprit que la puissance RF appropriée est moindre.
Après ces modifications, au cas où les choses se passeraient bien, branchez l'antenne, continuez à utiliser la sonde RF, réajustez une fois de plus tous les trimmers à partir de T3.
Assurez-vous de ne pas avoir d'harmoniques, vérifiez le téléviseur et la radio pour déterminer s'il existe des fluctuations sur la bande. Vérifiez cela dans une autre zone, loin de l'émetteur fm ou de l'antenne.
L'unité est configurée pour être utilisée pour échanger de la musique, des discussions, des discussions à travers la gamme et les groupes suggérés.
Tous les inducteurs sont à noyau d'air
L1 = 5 plaies / 23 SWG / cuivre argenté 4 mm L2 = 6 plaies / 21 SWG / 6 mm de cuivre émaillé L3 = 3 plaies / 19 SWG / 7 mm cuivre argenté L4 = 6 plaies / 19 SWG / 6 mm de cuivre émaillé L5 = 4 plaies / 19 SWG / 7 mm cuivre argenté
T1 = T2 = T3 = T4 = BF199 T5 = 2N3866 pour 1Watt / 2SC1971, BLY81, 2N3553 pour 1,5 à 2 W ou 2SC1972 pour une puissance de 3 W
ÉMETTEUR FM 1W À 1,5W
Par Ingénieur ELIA | Le vendredi 10 février 2023 | Dans Électronique | Commentaires (0)
Un microphone à condensateur est connectée à l'entrée de l'oscillateur.
Travailler du circuit émetteur 1 Watt est simple. Quand vous parlez près du microphone, des signaux modulés en fréquence sont obtenues au niveau du collecteur du transistor oscillateur T1.
Les signaux FM sont amplifiés par le préamplificateur VHF et la phase de pré-pilote. Vous pouvez également utiliser le transistor 2N5109 à la place de 2N2219.Le préamplificateur est une classe A amplificateur RF réglé et le pilote est un amplificateur de classe C. Enfin, les signaux sont envoyés à l'amplificateur de puissance de classe C RF, qui délivre la puissance RF à une antenne dipolaire ou plan de masse horizontal 50 ohms.
Utilisez un dissipateur de chaleur avec le transistor 2N3866 pour la dissipation thermique (Note: ou 2N4427 parce qu'il fonctionne mieux à 12 V et fournit jusqu'à puissance 1 watts RF). Réglez soigneusement trimmer VC1 connecté à travers L1 pour générer fréquence dans 88-108 MHz.>
Ajustez également soutiers VC2 par VC7 pour obtenir une sortie maximale à portée maximale.
Régulateur IC 78C09 fournit un approvisionnement stable de 9V à l'oscillateur, de sorte que la variation de la tension d'alimentation ne sera pas affecter la fréquence générée. Vous pouvez également utiliser une batterie de 12V pour alimenter le circuit. Assemblez le circuit sur un PCB à usage général. Installez correctement l'antenne pour une portée maximale.
Bobines L1 par L5 sont fabriqués avec 20 SWG cuivre émaillé fil enroulé sur air-noyaux ayant un diamètre 8mm. Ils ont 4, 6, 6, 5 et 7 tours de fil, respectivement.
Astuces pour réaliser un petit Émetteur FM
Par Ingénieur ELIA | Le jeudi 15 décembre 2022 | Dans Électronique | Commentaires (2)
Diode Électro-Luminescente LED
Par | Le mardi 05 mai 2020 | Commentaires (1)
Diode Électro-Luminescente
1. Introduction
Une diode électroluminescente, aussi appelée LED pour "Light-Emitting Diode", est un composant électronique qui a la particularité d'émettre une lumière lorsqu'il est parcouru par un courant électrique.
La seconde particularité étant que le courant ne traverse ce composant que par un seul côté, lorsque le courant passe de l'autre côté, il est bloqué et la LED ne s'illume pas
2. Schéma et sens du courant
Ce composant de la famille des semi-conducteurs est dit "passif". Son sens est déterminé grâce aux 2 parties qui composent ce composant : l'Anode et la Cathode. Pour s'illuminer, le courant dans parcourir la LED de l'anode vers la cathode.
Il y a plusieurs façon pour définir et reconnaitre le sens d'une LED : *.Sur le composant, l'anode est le côté où la patte du composant est la plus longue. La cathode est donc la patte la plus courte.
*.Vu du dessus, la LED n'est pas totalement circulaire, il y a toujours un côté plat. Ce côté plat représente la cathode. Cette astuce est indispensable pour reconnaitre la cathode lorsque les pattes sont coupées.
*.Sur un schéma électrique, la cathode est représenté par le côté où il y a le bord plat à droite du triangle.
Il est important de retenir les 2 côtés :
*. Anode : pôle positif représenté par la patte la plus longue
*. Cathode :pôle négatif représenté par la patte la plus courte
3 Utiliser une LED
Pour utiliser une LED dans un montage électrique il convient de la brancher dans le bon sens avec un système qui permet de réguler la tension. Souvent c'est une résistance électrique qui effectue ce rôle.
Généralement il convient de lire la documentation de la LED pour connaître le courant nominal pour qu'elle sillumine. Voici les principales indications concernants le courant qui doit parcourir une LED:
*.Si le courant est trop faible, la LED ne s'illuminera pas.
*.Si le courant est suffisant la LED s'allumera. Il est possible de varier un peu le courant pour que la LED émette plus ou moins de lumière.
*.Si le courant est trop intense la LED risque d'être détruite.
Point important à retenir : ne jamais brancher une LED à l'envers sous peine de la détruire car la tension inverse est relativement faible.
S'il n'y a aucune documentation il est raisonnable d'effectuer un test en branchant une LED avec un branchement en série d'une réisistance d'environ 500 ohms et sous une tension de 3V maximum. Tant qu'il s'agit de test, il est possible de modifier le voltage ou la résistance pour modifier la luminosité, tout en faisant attention à ne pas détruire la diode électroluminescente.
4. Différents types de LED
Ce composant est très courant en électronique. Dès lors il est composé en plusieurs familles définies selon la puissance ou selon le spectre d'émission de lumière. Puissance Il y a des LED qui émettent plus ou moins de lumière. Les petites LED de faible voltage sont connus du grand public car elles servent de voyant de veille des appareils électriques. Les LED puissantes sont quant à elles de plus en plus connues du grand public pour servir d'ampoules, de lampe de poche ou encore de phares de voiture.
Couleur de la lumière
Les LED peuvent être d'une couleur bien définie par exemple être rouge, verte, bleu ou blanche.
Mais il y a des LED qui spéciales qui peuvent changer de couleur selon le courant qui les traverses.Il existe également des LED infrarouges qui permettent d'émettre une lumière qui ne sera pas vue par un humain. Ces LED infrarouges sont par exemple utilisées dans les télécommandes.
Condensateur
Par | Le lundi 04 mai 2020 | Dans Électronique | Commentaires (0)
I. Introduction
Le condensateur est un composant en électronique qui à la particularité de pouvoir stocker de l'énergie lorsqu'il est soumis à une tension.
Ce composant est primordial dans le domaine de l'électricité, il est presque aussi fréquent que la résistance.
Le condensateur se charge d'une quantité d'électricité (Q) lorsqu'il est soumis à une tension. Cette charge Q dépent de la tension et de la durée auquel il a été soumis à cette tension. L'énergie emmagasinée sera restituée lors de la décharge du condensateur.
Ce composant est un dipôle (consistué de 2 pôles) composé de 2 armatures conductrices séparées par un isolant dit "diélectrique". Il existe plusieurs sortes de condensateurs qui diffèrent selon la nature des plaques conductrices et de l'isolant (air, céramique, mica ...).
II. Schéma électrique
Sur un schéma électrique, le symbole du condensateur est reconnaisable par 2 traits parallèles qui représentent les 2 armatures conductrices :
III. Caractéristiques électriques
La capacité d'un condensateur est exprimé en Farad. De manière mathématique, pour calculer la valeure de la capacité il faut utiliser l'équation suivante: C = Q/U Les constantes de cette équation sont les suivantes : *.C : capacité du condensateur en Farads (F) *.Q : charge du condensateur en Coulombs (C) *.U : tension aux bornes du condensateur en Volts (V)
IV. Utilisation
L'utilisation basique d'un condensateur consiste à le brancher en série avec une résistance et une source d'alimentation
Symbole électrique d'un condensateur branché en série Lorsque ce condensateur est soumis à la tension du générateur, la charge du condensateur décrit une courbe non-linéaire. Cette courbe ressemble au graphique ci-dessous :
V. Associations de condensateurs
Condensateurs associés en parallèle
Lorsque plusieurs condensateurs sont associés en parallèle, la capacité totale se calcule en additionnant la capacité de chacun des condensateurs. C total = C1 C2 C3 Dans cette équation les différentes capacités sont C1, C2 et C3, tandis que C total représente la capacité totale équivalente.
Condensateurs associés en série
Lorsque les condensateurs sont associés en série, la capacité totale se calcule à l'aide de la formulaire suivante : 1/C total = 1/C1 1/C2 1/C3 Cette équation stipule que l'inverse de la capacité totale est égale à la somme des inverse de chaque capacité. S'il n'y a que 2 condensateurs en série l'équation peut être simplifiée de la manière suivante: Ctotal = (C1 * C2) / (C1 C2)
Les Amplificateurs
Par | Le lundi 04 mai 2020 | Dans Électronique | Commentaires (0)
I. Introduction
Un amplificateur électronique (ou amplificateur, ou ampli) est un système électronique augmentant la tension et/ou l'intensité d'un signal électrique. L'énergie nécessaire à l'amplification est tirée de l'alimentation du système. Un amplificateur parfait ne déforme pas le signal d'entrée : sa sortie est une réplique exacte de l'entrée mais d'amplitude majorée.
Les amplificateurs électroniques sont utilisés dans quasiment tous les circuits électroniques : ils permettent d'élever un signal électrique, comme la sortie d'un capteur, vers un niveau de tension exploitable par le reste du système. Ils permettent aussi d'augmenter la puissance maximale disponible que peut fournir un système afin d'alimenter une charge comme une antenne ou une enceinte.
2. Historique
Le premier amplificateur électronique fut réalisé en 1906 par l'inventeur américain Lee De Forest. En 1908, il perfectionna son invention en lui rajoutant une électrode, donnant ainsi naissance à la première triode. Elle fut vite perfectionnée par l'ajout de deux grilles supplémentaires, palliant certains effets indésirables.
Ce tube pentode sera rapidement adopté pour la plupart des amplificateurs à tubes, pour son meilleur rendement. Les amplificateurs à tubes sont aussi connus sous le nom d'amplificateurs à « lampes », en raison de la forme des tubes et de la lumière qu'ils émettent lorsqu'ils fonctionnent.
Depuis le début des années 1960, grâce à l'apparition des premiers transistors de puissance vraiment sûrs et au coût réduit, la majorité des amplificateurs utilise des transistors. On préfère les transistors aux tubes dans la majorité des cas car ils sont plus robustes, fonctionnent à des tensions plus faibles et sont immédiatement opérationnels une fois mis sous tension (contrairement aux tubes électroniques qui nécessitent une dizaine de secondes de chauffage).
Les tubes sont toujours utilisés dans des applications spécifiques comme les amplificateurs audio, surtout ceux destinés aux guitares électriques, et les applications de « très » forte puissance ou à haute fréquence comme pour les fours à micro-ondes, le chauffage par radiofréquence industriel, et l'amplification de puissance pour les émetteurs de radio et de télévision.
3. Principe de fonctionnement
Principe généraux Un amplificateur électronique utilise un ou plusieurs composants actifs (transistor ou tube électronique) afin d'augmenter la puissance électrique du signal présent en entrée. Les composants actifs utilisés dans les amplificateurs électroniques permettent de contrôler leur courant de sortie en fonction d'une grandeur électrique (courant ou tension), image du signal à amplifier.
Le courant de sortie des composants actifs est directement tiré de l'alimentation de l'amplificateur. Suivant la façon dont ils sont implémentés dans l'amplificateur, les composants actifs permettent ainsi d'augmenter la tension et/ou le courant du signal électrique d'entrée.
Les amplificateurs peuvent être conçus pour augmenter la tension (amplificateur de tension), le courant (amplificateur tampon ou suiveur) ou les deux (amplificateur de puissance) d'un signal.
Les amplificateurs électroniques peuvent être alimentés par une tension simple (une alimentation positive ou négative, et la masse) ou une tension symétrique (une alimentation positive, une négative et la masse). L'alimentation peut aussi porter le nom de « bus » ou « rail ». On parle alors de bus positif ou négatif et de rail de tension positive ou négative.
Les amplificateurs sont souvent composés de plusieurs étages disposés en série afin d'augmenter le gain global. Chaque étage d'amplification est généralement différent des autres afin qu'il corresponde aux besoins spécifiques de l'étage considéré. On peut ainsi tirer avantage des points forts de chaque montage tout en minimisant leurs faiblesses.
Bande Passante
La «bande passante à -3dB» d'un amplificateur est la gamme de fréquences où le gain en tension de l'amplificateur est supérieur au gain maximum moins trois décibels. La bande passante est habituellement notée B ou BP. Occasionnellement on rencontre des bandes passantes plus larges, par exemple la bande passante à -6dB, gamme de fréquences où le gain en tension est supérieur à la moitié du gain maximum.
Linéarité
La linéarité d'un amplificateur correspond à sa capacité à garder son gain constant quel que soit l'entrée. La plus grande limitation de linéarité vient de l'alimentation de l'amplificateur: la tension d'entrée ainsi que celle de sortie ne peuvent dépasser la tension d'alimentation de l'amplificateur.
Lorsque cela arrive, on parle de saturation de l'amplificateur. La linéarité d'un amplificateur est aussi limitée par sa vitesse de balayage (ou Slew rate) qui représente la vitesse de variation maximale qu'il peut reproduire.
Lorsque que la variation du signal d'entrée d'un amplificateur est supérieure à sa vitesse de balayage, sa sortie est une droite de pente SR (La vitesse de balayage est exprimée en V/µs).
II. Etude des amplificateurs
1) Le bruit
En électronique, le bruit désigne les signaux aléatoires et non désirés, voire parasites, se superposant aux signaux utiles.
Dans un amplificateur ces signaux parasites peuvent venir de son environnement ou des composants le constituant. Il existe 5 types de bruit en électronique: lebruit thermique, lebruit grenaille, lebruit flicker, lebruit en créneaux et le bruit d'avalanche. Il est possible de réduire le bruit dans un amplificateur en s'attaquant directement a ces origines, mais aussi en limitant le plus possible la bande passante de l'amplificateur, afin d'éliminer le bruit présent en dehors des fréquences de travail de l'amplificateur.
Rapport signal sur bruit
Le rapport signal-bruit est un terme utilisé en ingénierie, en traitement du signal ou en théorie de l'information pour désigner le rapport entre la grandeur d'un signal (information utile, significative) et celle du bruit (information inutile, non significative). Comme de nombreux signaux ont une échelle dynamique élevée, les rapports signal-bruit sont souvent exprimés en décibels. Le rapport signal sur bruit désigne la qualité d'une transmission d'information par rapport aux parasites. On définit ainsi la qualité d'un amplificateur, quel que soit son type et la catégorie de signaux qu'il traite.
Plus le rapport est élevé, moins l'appareil dénature le signal d'origine.
2) Classification
Il existe une foule de classifications, elles découlent souvent des différentes caractéristiques du schéma d'un amplificateur. Toutes ces caractéristiques ont une influence sur les paramètres et les performances de l'amplificateur. La conception d'un amplificateur est toujours un compromis entre plusieurs facteurs comme le coût, la consommation énergétique, les imperfections des composants et, le besoin de rendre l'amplificateur compatible avec le générateur du signal d'entrée et la charge en sortie. Afin de décrire un amplificateur, on parle généralement des a classe, dela méthode de couplage qui a été utilisée entre ces différents étages ainsi quela gamme de fréquences pour laquelle il est prévu.
Résistances Électriques
Par | Le vendredi 01 mai 2020 | Dans Électronique | Commentaires (0)
*Introduction :
Chaque dipôle d’un circuit électrique présente une tension entre ses bornes et est traversé par une intensité. L’intensité (I) qui traverse un circuit électrique en série est partout la même et correspond à une quantité de charges électriques par unité de temps.
Si l’intensité est trop conséquente il faut intégrer un dipôle pour contenir cette surcharge électrique. C’est le rôle de la résistance.
Dans un premier temps nous étudierons la polysémie du mot « résistance ». Dans un deuxième temps nous étudierons la loi d’Ohm et ses applications. Enfin, nous définirons l’effet Joule qui est une conséquence de la résistance.
Un dipôle et une propriété La résistance en tant que dipôle Dans un circuit électrique on utilise souvent une résistance.
*Définition Résistance (dipôle) :
La résistance est un dipôle qui joue un rôle de protection sur les autres dipôles d’un circuit qui ne résistent pas à un surplus d’intensité.
Plus la valeur d’une résistance est élevée, plus l’intensité du courant est faible.
La résistance n’est pas un dipôle polarisé. Le sens de branchement n’a donc pas d’importance.
Les résistances sont souvent utilisées en présence de dipôles tels que les DEL qui ne supportent que de faibles intensités.
Les résistances sont conçues à partir de matériaux dont les propriétés de résistance électrique sont reconnues.
La résistance en tant que propriété Les métaux en tant que matière ont des propriétés qui leur sont propres, c’est le cas de la résistance électrique.
*Définition Résistance électrique :
La résistance électrique traduit la propriété d’un matériau à réguler le courant électrique.
La résistance a comme symbole la lettre (R), et on l’exprime en ohm.
On mesure la résistance à l’aide d’un ohmmètre.
Pour mesurer la résistance d’un dipôle avec un ohmmètre, il faut le brancher directement aux bornesdu composant, après l’avoir débranché du reste du circuit.
On peut par ailleurs calculer la résistance d’un dipôle grâce à l’ intensitéqui le parcourt et la tensionà ses bornes.
Pour effectuer ce calcul, on applique la loi d’Ohm.
La loi d’Ohm établit la relation entre trois grandeurs : la tension, la résistance et l’intensité.
À retenir
U = R × IU = R × I *. avec U la tension aux bornes du dipôle, en volts (V) ;
*. R sa résistance en ohms ;
*. et I l’intensité qui le traverse en ampères (A).
On peut bien sûr retrouver chaque valeur en manipulant la formule : ainsi, R = UIR = IU et I= URI = RU Cette formule clarifie le rôle d’une résistance dans un circuit : elle peut modifier la tension ou l’intensité qui traverse une branche donnée.
Exemple
Dans un circuit, on monte en série : un générateur variable, une résistance de 5000 Ω5000 Ωet un ampèremètre. On branche un voltmètre en dérivation aux bornes de la résistance. On fait varier la tension du générateur à 0 V, 1 V, 2 V, 3 V et 4 V. On relève la tension aux bornes de la résistance et l’intensité du circuit. À l’aide des valeurs obtenues, on trace le graphique
On constate que la tension est proportionnelle à l’intensité. L’énergie électrique absorbée par la résistance d’un matériau n’est pas perdue, elle est transformée en énergie thermique par effet Joule.
* Effet Joule
Définition Effet Joule :
L’effet Joule est la chaleur produite à partir de l’énergie électrique lorsque le courant passe dans un conducteur présentant une résistance.
Étudions le fonctionnement d’un radiateur électrique. Il comprend une résistance qui permet la transformation d’énergie. La résistance du radiateur reçoit l’énergie électrique mais elle n’en restitue que très peu voire plus du tout. L’énergie électrique est en quelque sorte bloquée, on assiste à un phénomène de frottement qui permet la transformation d’énergie électrique en énergie thermique : c’est l’effet Joule.
À retenir
Plus la valeur d’une résistance est grande, plus la chaleur par effet Joule produite est importante.
Conclusion :
On doit distinguer la propriété appelée résistance, et le dipôle du même nom.
La résistance en tant que dipôle permet de contrôler la tension et l’intensité d’un circuit.
La résistance en tant que propriété est une caractéristique des matériaux.
La résistance se mesure à l’aide d’un ohmmètre, que l’on branche lorsque le circuit ne fonctionne pas.
On peut aussi calculer la résistance dans un circuit à l’aide de la tension et de l’intensité : c’est la loi d’Ohm.
Une conséquence inévitable de la résistance est l’effet Joule. Cet effet est comparable aux frottements mécaniques qui provoquent de la chaleur.
Code de Couleur de Résistances