Introduction

L’étude des phénomènes liés à l’électricité appartient à la physique, une science fondamentale qui a pour objectif de comprendre la structure et les propriétés de la matière, et de dégager, à partir de l’expérience, des lois aussi générales et universelles que possible.

L’application pratique de ces lois permet ensuite de réaliser des dispositifs et appareils utiles au commun des mortels: cela va de l’ampoule d’éclairage au grille-pain, en passant par le train TGV, le fer à repasser ou l’escalator. Ainsi l’électronique a-t-elle pour vocation, in fine, de produire des objets: c’est avant tout, en dépit de sa proximité avec une science « pure et dure », une technique.

La principale différence entre l’électronique et l’électricité réside dans le fait que les composants électroniques (diodes, transistors, circuits intégrés…) sont réalisés à l’aide d’un matériau conducteur particulier, appelé semi-conducteur (silicium pour l’essentiel), au lieu des métaux et alliages traditionnels utilisés en électricité (cuivre…).

La conduction électrique, dans les composants électroniques, peut par conséquent être contrôlée de manière infiniment plus subtile et sophistiquée que dans les composants « classiques ». En caricaturant un peu, on dira que les composants électriques sont commandés en « tout ou rien » à l’aide d’interrupteurs (on allume, on éteint…), tandis que les composants électroniques sont commandés par des signaux électriques dont on peut faire varier très précisément les paramètres.

Qui plus est, les composants électroniques se distinguent par une miniaturisation très poussée et des courants très faibles, alors que la plupart des composants électriques demeurent souvent assez encombrants et voraces en watts…

composants électriques

composants électroniques

matériau conducteur

métaux conducteurs « classiques » (cuivre…)

semi-conducteurs (silicium…)

contrôle de la conduction

tout ou rien

très sophistiquée

taille

encombrement important

taille minuscule

puissance

tensions et courants de fortes valeurs

tensions et courants très faibles

Malgré ces différences non négligeables, les composants électroniques ne dérogent pas aux lois générales de l’électricité.

La connaissance des principales lois fondamentales de l’électricité (lois de Kirchhoff, d’Ohm, de Joule…) s’avère donc incontournable pour quiconque souhaite s’initier à l’électronique. Par chance, ce sont des lois extrêmement simples à conceptualiser et faciles à mémoriser!

En revanche, les théorèmes de Thévevin et de Norton, le principe de superposition et quelques autres, qui sont le b-a-ba des cours classiques d’électricité et donc d’électronique, pourraient sans doute paraître assez abstraits et rébarbatifs à un débutant. Ces théorèmes seront ici évoqués à titre documentaire, sans entrer dans les détails.

Par ailleurs, quelques notions sur le magnétisme seront utiles pour comprendre le fonctionnement d’un transformateur ou d’un haut-parleur. Là encore, nous nous bornerons au « minimum vital ».

Quelques symboles conventionnels

Le schéma, pourrait-on dire, est à l’électronicien ce que la partition est au musicien. Autrement dit: une représentation symbolique normalisée d’un montage, ou assemblage de divers composants formant un circuit.

Les composants sont figurés par des symboles conventionnels, qui ont une signification simple et unique. Ainsi, une résistance est représentée par un rectangle, un condensateur par deux petits rectangles face à face, séparés par un espace blanc… Lorsque cela est utile, la valeur (avec ou sans l’unité de mesure) et parfois la tolérance minimale du composant sont indiquées en clair à proximité.

Notons que, en règle générale, seuls les composants utiles sont représentés sur les schémas. Bien souvent, on ne fait pas figurer la source d’alimentation: on se borne à indiquer en clair la tension requise. Si certaines broches d’un circuit intégré ne sont pas utilisées, elles n’apparaissent pas forcément sur le schéma, ou alors avec l’indication « NC » (non connecté). Dans un souci de clarté, on peut faire figurer la masse (potentiel 0 volt) à plusieurs endroits.

Autre point qui mérite une attention particulière: la continuité des liaisons entre composants. En effet, certaines pistes sont reliées entre elles, alors que d’autres se « croisent » sans se toucher. Dans ce cas, le trait n’est pas continu: une piste « enjambe » l’autre, ce qui indique l’absence de liaison électrique entre ces deux pistes.

Voici quelques symboles conventionnels nécessaires à la lecture d’un schéma; nous en verrons d’autres par la suite.

Symboles conventionnels

Petite précision: les symboles utilisés en électronique ou en électricité ne sont pas aussi « universels » qu’on pourrait le souhaiter, en dépit de tous les efforts de normalisation. On trouvera donc, dans la littérature, des symboles parfois différents pour un même composant. Voici quelques exemples:

Do you speak English?

Une dernière petite remarque, d’ordre linguistique, avant d’attaquer la théorie… Comme dans beaucoup d’autres domaines, la langue la plus couramment utilisée en électronique, en particulier dans les documents techniques (data booksdata sheets…), est l’anglais.

Ceci pourrait constituer un réel handicap pour un francophone ne maîtrisant pas la langue de Shakespeare, mais nous verrons que, dans la pratique, il suffit de savoir traduire un nombre de mots assez limité pour déchiffrer sans souci la fiche technique d’un quelconque circuit intégré! C’est pourquoi on trouvera tout au long de la formation des termes anglais qui seront systématiquement traduits en français. Ainsi, le vocabulaire anglo-saxon de l’électronique ne devrait vous poser aucun problème.

Un petit glossaire et traducteur anglais-français sans prétention pourra au besoin éclairer votre lanterne… N’hésitez pas à y jeter un coup d’œil !