Génie électromécanique
Mémotech Électronique : circuits et composants essentiels
Oct
Mémotech Électronique – Circuits et composants : guide pratique d’électronique
Le Mémotech Électronique – Circuits et composants est un ouvrage technique consacré aux bases de l’électronique, à l’étude des circuits et à la compréhension des principaux composants utilisés dans les systèmes électriques et électroniques.
La couverture présentée mentionne les auteurs J.C. Chauveau, G. Chevalier et B. Chevalier, ainsi que la collection A. Capliez et l’éditeur Casteilla. Les illustrations montrent plusieurs éléments caractéristiques de l’électronique : signaux alternatifs, condensateurs, circuits intégrés, transistors et afficheurs numériques.
Pour les étudiants en électronique, électrotechnique, électromécanique, automatisme ou maintenance industrielle, comprendre les circuits et composants électroniques constitue une base indispensable avant d’aborder des domaines plus avancés comme l’électronique de puissance, les automatismes ou les systèmes embarqués.
Qu’est-ce que l’électronique ?
Skip to PDF contentL’électronique est une discipline consacrée à l’étude et à l’utilisation de composants permettant de contrôler, transformer, amplifier ou traiter des signaux électriques.
Elle intervient aujourd’hui dans une quantité considérable d’équipements :
- alimentations électriques ;
- ordinateurs ;
- appareils de mesure ;
- automatismes industriels ;
- variateurs ;
- équipements de communication ;
- systèmes embarqués ;
- Machines de production.
Un circuit électronique associe généralement plusieurs composants ayant chacun une fonction particulière.
Pour comprendre son fonctionnement, il faut donc connaître à la fois les composants individuels et la manière dont ils interagissent dans le circuit.
Pourquoi étudier les circuits et composants électroniques ?
Une carte électronique peut contenir des dizaines, voire des centaines de composants.
Sans connaissances de base, il est difficile de comprendre leur rôle.
L’apprentissage des circuits et composants électroniques permet notamment de :
- reconnaître les composants ;
- comprendre un schéma ;
- analyser les tensions et courants ;
- identifier les signaux ;
- comprendre le fonctionnement d’un circuit ;
- effectuer certaines mesures ;
- faciliter le diagnostic des pannes.
Ces compétences sont particulièrement utiles dans les domaines de la maintenance et de l’automatisation industrielle.
Les grandeurs fondamentales en électronique
Avant d’étudier les composants, il faut maîtriser quelques grandeurs électriques essentielles.
La tension
La tension électrique représente une différence de potentiel entre deux points.
Elle est exprimée en volts.
Elle peut être continue ou variable au cours du temps.
Le courant
Le courant représente la circulation des charges électriques.
Son intensité est exprimée en ampères.
La résistance
La résistance s’oppose au passage du courant.
Elle est exprimée en ohms.
Ces trois grandeurs constituent une base indispensable pour comprendre le comportement des circuits.
La loi d’Ohm
La loi d’Ohm constitue l’une des relations fondamentales de l’électricité et de l’électronique.
Elle relie la tension, le courant et la résistance.
Dans un composant résistif simple :
U = R × I
avec :
- U : tension ;
- R : résistance ;
- I : intensité.
Cette relation permet de calculer une grandeur lorsque les deux autres sont connues.
Elle intervient dans un très grand nombre d’exercices et d’analyses de circuits.
Les résistances électroniques
La résistance est l’un des composants les plus simples et les plus utilisés.
Elle peut notamment servir à limiter un courant ou à créer certaines conditions de tension dans un circuit.
Les résistances possèdent une valeur exprimée en ohms.
On peut rencontrer différentes valeurs :
- Ω ;
- kΩ ;
- MΩ.
Le choix d’une résistance dépend également de sa puissance admissible.
Un composant mal dimensionné peut s’échauffer de manière excessive.
Les condensateurs
Le condensateur est un composant capable de stocker temporairement de l’énergie sous forme électrique.
Sa capacité est exprimée en farads et, plus couramment en électronique, dans des sous-multiples comme :
- microfarads ;
- nanofarads ;
- picofarads.
Les condensateurs sont utilisés dans de nombreuses applications :
- filtrage ;
- temporisation ;
- découplage ;
- couplage de signaux ;
- alimentation électrique.
La couverture du Mémotech présente d’ailleurs une représentation schématique associée à un condensateur.
Charge et décharge d’un condensateur
Lorsqu’un condensateur est connecté à une alimentation à travers un circuit adapté, sa tension évolue progressivement.
On parle alors de charge du condensateur.
Lorsqu’il restitue l’énergie stockée, on parle de décharge.
Ces phénomènes sont essentiels pour comprendre certains circuits temporisés ou filtres.
La vitesse de charge et de décharge dépend notamment des composants associés.
Les diodes
La diode est un composant électronique permettant principalement de contrôler le passage du courant selon sa polarisation.
Elle est utilisée dans de nombreuses fonctions.
Les diodes peuvent intervenir dans :
- redressement ;
- protection ;
- signalisation ;
- régulation ;
- commutation.
Il existe plusieurs familles de diodes adaptées à différentes applications.
Comprendre leur principe facilite notamment l’étude des alimentations électriques.
Les LED
Une LED, ou diode électroluminescente, produit de la lumière lorsqu’elle est correctement alimentée.
On la retrouve dans :
- voyants ;
- afficheurs ;
- éclairage ;
- panneaux ;
- équipements électroniques.
La LED doit généralement être associée à un circuit permettant de limiter correctement le courant.
Elle constitue un bon exemple de composant électronique simple mais très largement utilisé.
Les transistors
Le transistor est l’un des composants fondamentaux de l’électronique moderne.
Il peut être utilisé notamment pour amplifier un signal ou assurer une fonction de commutation.
Selon sa technologie et son utilisation, son fonctionnement peut varier.
Les transistors sont présents dans une quantité énorme de circuits :
- amplificateurs ;
- alimentations ;
- circuits de commande ;
- interfaces ;
- électronique de puissance ;
- circuits numériques.
La couverture du Mémotech montre d’ailleurs plusieurs composants ayant l’apparence de transistors.
Le transistor comme interrupteur électronique
Une application très importante consiste à utiliser le transistor comme un interrupteur commandé.
Un petit signal peut alors permettre de contrôler une charge.
Ce principe est très utilisé lorsque la sortie d’un circuit logique ou d’un système de commande ne peut pas alimenter directement l’équipement final.
Le transistor devient ainsi une interface entre la partie de commande et la charge.
Cette notion est particulièrement utile en automatisme et en électronique industrielle.
Les circuits intégrés
Un circuit intégré regroupe un grand nombre de composants dans un même boîtier.
Il peut réaliser des fonctions très variées :
- logique ;
- amplification ;
- temporisation ;
- conversion ;
- calcul ;
- mémoire ;
- commande.
L’arrivée des circuits intégrés a permis de réduire considérablement la taille et le coût des équipements électroniques.
Ils sont aujourd’hui présents dans pratiquement tous les appareils électroniques modernes.
Comment identifier un circuit intégré ?
Un circuit intégré possède généralement une référence inscrite sur son boîtier.
Cette référence permet de retrouver ses caractéristiques dans une documentation technique.
La fiche constructeur peut notamment indiquer :
- fonction du circuit ;
- brochage ;
- tension d’alimentation ;
- limites électriques ;
- conditions de fonctionnement.
Avant d’utiliser un circuit intégré, il est important de vérifier correctement son brochage.
Une inversion d’alimentation peut endommager immédiatement certains composants.
Les circuits logiques numériques
L’électronique numérique utilise généralement des niveaux logiques représentant des états.
Ces états sont souvent notés :
0 et 1.
Les fonctions logiques permettent ensuite de traiter ces informations.
On peut notamment rencontrer les fonctions :
- ET ;
- OU ;
- NON ;
- NAND ;
- NOR.
Ces fonctions constituent la base de nombreux circuits numériques.
Les afficheurs numériques
La couverture de l’ouvrage présente également un afficheur numérique.
Les afficheurs permettent de présenter une information sous une forme directement lisible par l’utilisateur.
Ils peuvent afficher :
- chiffres ;
- lettres ;
- symboles ;
- états.
Les afficheurs à segments ont longtemps été très utilisés dans les appareils de mesure, horloges et panneaux de commande.
Ils nécessitent un circuit capable de piloter correctement les différents segments.
Les signaux électriques
L’électronique ne travaille pas uniquement avec des valeurs fixes.
De nombreux circuits traitent des signaux variables dans le temps.
Un signal peut notamment être :
- continu ;
- alternatif ;
- sinusoïdal ;
- carré ;
- impulsionnel.
La couverture du Mémotech illustre notamment des formes sinusoïdales.
L’étude de ces signaux est indispensable pour comprendre les circuits alternatifs et certains phénomènes électroniques.
Le signal sinusoïdal
Un signal sinusoïdal évolue périodiquement selon une forme particulière.
Il peut être caractérisé par :
- amplitude ;
- fréquence ;
- période ;
- phase.
Ce type de signal est extrêmement important en électrotechnique et en électronique analogique.
La compréhension de la fréquence permet notamment d’étudier le comportement de certains condensateurs et circuits de filtrage.
Électronique analogique et électronique numérique
On distingue souvent deux grandes approches.
Électronique analogique
Elle traite généralement des signaux pouvant prendre une multitude de valeurs continues.
Elle intervient notamment dans :
- amplification ;
- filtrage ;
- mesure ;
- traitement de signaux.
Électronique numérique
Elle utilise principalement des états logiques.
On la retrouve notamment dans :
- ordinateurs ;
- automates ;
- microcontrôleurs ;
- systèmes numériques.
Les équipements modernes combinent fréquemment les deux technologies.
Les alimentations électroniques
Un circuit électronique nécessite une alimentation adaptée.
Cette alimentation doit fournir une tension compatible avec les composants.
Certaines alimentations transforment une tension alternative en tension continue.
Le processus peut faire intervenir plusieurs fonctions :
Transformation → redressement → filtrage → régulation
Les diodes et condensateurs jouent notamment un rôle important dans ce type de circuit.
Le redressement
Le redressement permet de transformer un signal alternatif en un signal dont la polarité est principalement orientée dans une seule direction.
Les diodes sont fréquemment utilisées pour cette fonction.
Un circuit de redressement peut ensuite être associé à des condensateurs afin de réduire les variations du signal obtenu.
Cette fonction constitue une base importante dans l’étude des alimentations.
Le filtrage électronique
Un filtre électronique permet de modifier le contenu fréquentiel d’un signal.
Selon sa conception, il peut laisser passer certaines fréquences et atténuer d’autres.
On rencontre plusieurs grandes familles :
- filtre passe-bas ;
- filtre passe-haut ;
- filtre passe-bande.
Les résistances, condensateurs et autres composants peuvent être associés afin de réaliser ces fonctions.
Mesures avec un multimètre
Le multimètre est un instrument essentiel pour étudier ou dépanner un circuit.
Selon l’appareil et sa configuration, il peut mesurer notamment :
- tension ;
- courant ;
- résistance ;
- continuité.
Avant chaque mesure, il faut sélectionner correctement :
- le mode ;
- les bornes ;
- le calibre adapté.
Une mauvaise configuration peut produire une mesure incorrecte ou endommager l’instrument.
L’oscilloscope
L’oscilloscope permet de visualiser un signal électrique en fonction du temps.
Contrairement au multimètre, qui fournit principalement une valeur numérique, l’oscilloscope permet d’observer la forme du signal.
Il est particulièrement utile pour analyser :
- signaux sinusoïdaux ;
- impulsions ;
- fréquence ;
- bruit ;
- variations temporelles.
Il constitue donc un outil fondamental dans les laboratoires d’électronique.
Comment lire un schéma électronique ?
Un schéma électronique représente les composants grâce à des symboles.
Pour analyser un circuit, il est conseillé de procéder méthodiquement.
Commencez par identifier :
- l’alimentation ;
- les entrées ;
- les principaux composants ;
- les fonctions de traitement ;
- les sorties.
Il est souvent plus facile de comprendre un circuit en le divisant en plusieurs blocs fonctionnels.
Cette méthode devient particulièrement utile lorsque le nombre de composants augmente.
Électronique et électrotechnique
L’électronique et l’électrotechnique sont étroitement liées mais ne couvrent pas exactement les mêmes domaines.
L’électrotechnique est particulièrement centrée sur l’énergie électrique, les moteurs, transformateurs et systèmes de puissance.
L’électronique intervient davantage dans le traitement et la commande des signaux.
Dans une machine moderne, les deux disciplines travaillent souvent ensemble.
Un variateur de vitesse, par exemple, combine des principes d’électrotechnique et d’électronique de puissance.
Électronique et automatisation industrielle
Les systèmes automatisés utilisent de nombreux composants électroniques.
Les capteurs produisent des signaux.
Les circuits électroniques peuvent adapter ces signaux avant leur traitement.
L’automate ou le contrôleur utilise ensuite les informations pour commander les sorties.
Une chaîne simplifiée peut être représentée ainsi :
Capteur → interface électronique → contrôleur → commande → actionneur
Une bonne base en électronique facilite donc fortement l’apprentissage de l’automatisme.
Électronique et maintenance industrielle
Le technicien de maintenance rencontre fréquemment des cartes électroniques dans les machines.
Lorsqu’un équipement ne fonctionne plus, la panne peut provenir :
- d’une alimentation ;
- d’un connecteur ;
- d’un composant ;
- d’un capteur ;
- d’une sortie électronique ;
- d’une carte complète.
Comprendre les circuits et composants aide à effectuer un diagnostic plus logique.
Cependant, les interventions sur certaines cartes nécessitent du matériel et des compétences spécialisés.
Méthode de diagnostic d’un circuit électronique
Une méthode générale consiste d’abord à observer le symptôme.
Il faut ensuite vérifier les éléments fondamentaux :
Alimentation → entrées → traitement → sorties
Avant de remplacer un composant, il est utile de vérifier si les tensions nécessaires sont présentes.
Le diagnostic doit être basé sur des mesures et sur la compréhension du circuit plutôt que sur des remplacements effectués au hasard.
À qui s’adresse le Mémotech Électronique ?
Le Mémotech Électronique – Circuits et composants peut intéresser :
- étudiants en électronique ;
- étudiants en électrotechnique ;
- étudiants en électromécanique ;
- techniciens de maintenance ;
- automaticiens ;
- personnes en formation professionnelle ;
- passionnés souhaitant revoir les bases.
Il peut notamment servir comme support de consultation pour retrouver rapidement la fonction d’un composant ou revoir un principe étudié en cours.
Conclusion
Le Mémotech Électronique – Circuits et composants constitue un support consacré aux fondamentaux de l’électronique.
Résistances, condensateurs, diodes, transistors, circuits intégrés, signaux et systèmes numériques constituent des notions essentielles pour comprendre les équipements modernes.
L’ouvrage présenté porte les noms de J.C. Chauveau, G. Chevalier et B. Chevalier, avec la mention de la collection A. Capliez et de Casteilla.
Pour progresser en électronique, il est particulièrement utile d’associer l’apprentissage théorique à la lecture de schémas, aux exercices et aux mesures pratiques.
Ces connaissances permettent ensuite d’aborder plus facilement l’électrotechnique, l’automatisation, les circuits de commande et la maintenance des équipements industriels.
FAQ – Électronique, circuits et composants
Qu’est-ce qu’un composant électronique ?
Un composant électronique est un élément possédant une fonction précise dans un circuit, comme une résistance, un condensateur, une diode ou un transistor.
À quoi sert une résistance ?
Elle peut notamment limiter le courant ou participer à la création de certaines tensions dans un circuit.
Quel est le rôle d’un condensateur ?
Il peut stocker temporairement de l’énergie et être utilisé pour le filtrage, la temporisation ou d’autres fonctions électroniques.
À quoi sert un transistor ?
Un transistor peut notamment être utilisé pour amplifier un signal ou fonctionner comme un interrupteur électronique commandé.
Quelle est la différence entre électronique analogique et numérique ?
L’électronique analogique traite des signaux pouvant évoluer continuellement, alors que l’électronique numérique travaille principalement avec des états logiques.
Pourquoi utiliser un oscilloscope ?
Il permet de visualiser la forme d’un signal en fonction du temps et d’étudier sa fréquence, son amplitude et ses variations.
L’électronique est-elle utile en maintenance industrielle ?
Oui. De nombreux équipements industriels contiennent des cartes, capteurs et interfaces électroniques. Comprendre leurs principes facilite le diagnostic des pannes.
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