Cours 2. Formalismes de l'électronique. Circuits de courant continu.

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Cours2.Formalismesdel’electronique. Circuits de courant continu.

Par Dimitri galayko United’enseignement  Elec-info pourmasterACSIal’UPMC Octobre-decembre2005

1  Elementsideauxdel’electronique. Apresavoirsurvolelesproprietesduchampelectrique,nouspouvonsenn aborder le cur du sujet de ce module : l’electronique. L’electronique est une discipline appliquee, a la di erence de l’electricite  quiestunebranchedelaphysiquefondamentaleetquirepondsurtouta la question « pourquoi » et « de quelle maniere » .L’electroniques’interesse avant tout a la question « comment faire » ; elle utilise les phenomenes electriquespourcreerdessystemesarticiels(technogenes).Cependant,il existed’autresdisciplinestechniquesliesal’electricite,parexemplel’elec- trotechniquedontl’objetestdierentdeceluidel’electronique. De notre point de vue, la distinction caracteristique de l’electronique peut seresumerenphrasesuivante: L’electroniques’interesseauxsystemesquiutilisentles phenomeneselectriquespourle traitement de l’informa- tion au sens le plus large. Cettevisiondeladisciplineestdeveloppeesurlapage  Electronique de Wikipedia francophone (Encyclopedie libre en ligne, www.wikipedia.fr). Deˆlestheoriesphysiquess’appuientsurles modeles ,l’electronique meme que traite des elements idealises .Pourl’illustrer,prenonsl’exempleduresistor. Pourl’electricitefondamentale,unresistorestunconducteur,uncorpsphy- siquereagissantatouteslessollicitationsdel’environnement(latemperature, l’humidite,lapression...)etmanifestantsanaturephysiqued’unemaniere integrale. Il possede, evidemment, une resistance electrique, mais aussi une

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capacite (par rapport a l’inni et par rapport aux conducteurs environnants), une inductance (que nous etudierons plus tard) etc... Cependant, pour l’electronique, seul compte le fait qu’il puisse laisser pas- seruncourant.Dumoinsaupremierabord,l’electroniquenes’interessepas aux autres phenomenes associes. C’est legitime, car un resistor en electronique n’est pas un conducteur abstrait, mais un composant articiel concu et fa- briquepoureˆtreutilisedansuncontexteoulaconductanceelectriquedomine ses autres proprietes. Ainsi,enelectronique,unresistorreelestinterpretecommeunconducteur manifestantseulementuneresistanceelectriquedevaleurdonnee.Onparle ainsi d’un resistorparfait . Commetoutescience,l’electroniqueasesdenitionsetsesaxiomesque nouspresentonsdansceparagraphe. 1.1 Conducteurs electriques L’electroniqueenoncel’existencedeconducteursparfaits.Laphysique d’un conducteur parfait a ete decrite dans le cours precedent. Cependant, l’electroniquesesitueaunniveauhierarchiquepluseleveets’interessepeua laphysiquedesphenomenes.Elleconsideretoutsimplementqu’ un conduc- teurparfaitestunconducteurayantuneresistanceelectriquenulle . Decettedenitionilsuitqu’aucunedierencedepotentiel(tensionelectrique) nepeutexisterentredeuxpointsd’unconducteurparfait—sinonl’intensite ducourantdeviendraitinnie. L’electroniquenes’interessepasnonplusaucaractereetautypedes chargeslibresquisetrouvental’interieurd’unconducteur.Implicitement, elle considere qu’ unconducteurparfaitpossedeaussibiendeschargesposi- tivesquenegativespouvantsedeplacerlibrement . En eet, bien que dans lesmetauxseulesleschargesnegativessoientresponsablesdelaconducti- vite,cettevisionestjustiee:onpeuttoujoursrepresenterundeplacement dechargesnegativesparundeplacementopposedeschargespositivesdela mˆemevaleurabsolue. Lecourantelectriqueestunmouvementordonnedeschargesauseind’un conducteur. Lesconducteursrelientleselementsideauxand’autoriserlepassage d’uncourantetande « copier » le potentiel produit par un element sur un autre. Notez que la forme geometrique d’un conducteur n’a pas d’impor- tance, le principal est d’avoir un conducteur solide sans ruptures. Ainsi, les conducteurssonttoujoursrepresentespardesls. Deux notions sous-jacentes sont relatifs aux conducteurs : celle du circuit ouvert et celle du court-circuit. Dimitri galayko UPMC, Master ACSI UE  Elec-info,  M1