Théorie des circuits CC

Qu'est-ce que DC?

À l'école primaire, nous avons appris que tout est fait d'atomes. C'est un produit de trois particules: les électrons, les protons et les neutrons. Comme son nom l'indique, le neutron n'a aucune charge alors que les protons sont positifs et les électrons sont négatifs.

Dans l'atome, les électrons, les protons et les neutrons restent ensemble dans une formation stable, mais si par un processus externe les électrons sont séparés des atomes, ils voudront toujours se stabiliser dans la position précédente, ce qui créera une attraction vers les protons. Si nous utilisons ces électrons libres et les poussons à l'intérieur d'un conducteur qui forme un circuit, l'attraction potentielle produit la différence de potentiel.

Si le flux d'électrons ne change pas son chemin et se trouve dans des flux ou des mouvements unidirectionnels à l'intérieur d'un circuit, il est appelé courant continu ou courant continu. La tension continue est la source de tension constante.

En cas de courant continu, la polarité ne s'inversera jamais ou ne changera jamais par rapport au temps, alors que le flux de courant peut varier avec le temps.

Comme dans la réalité, il n'y a pas de condition parfaite. Dans le cas du circuit où circulent des électrons libres, c'est également vrai. Ces électrons libres ne circulent pas indépendamment, car les matériaux conducteurs ne sont pas parfaits pour laisser les électrons circuler librement. Il s'oppose au flux d'électrons par une certaine règle de restrictions. Pour ce problème, chaque circuit électronique / électrique est composé de trois grandeurs individuelles de base appelées VI R.

• Tension (V)
• Courant (I)
• Et la résistance (R)

Ces trois choses sont les grandeurs fondamentales de base qui apparaissent presque dans tous les cas lorsque nous voyons ou décrivons quelque chose ou fabriquons quelque chose qui est lié à l'électricité ou à l'électronique. Ils sont tous les deux bien liés, mais ils ont dénoté trois choses distinctes dans Electronics ou Electrical Fundamentals.

Qu'est-ce que le courant?

Comme indiqué précédemment, des électrons séparés libres circulent à l'intérieur du circuit; ce flux d'électrons (charge) est appelé courant. Lorsqu'une source de tension est appliquée à travers un circuit, les particules de charge négative s'écoulent en continu à une vitesse uniforme. Ce courant est mesuré en ampères selon l'unité SI et noté I ou i. Selon cette unité, 1 ampère est la quantité d'électricité transportée en 1 seconde. L'unité de base de charge est le coulomb.

1A est 1 coulomb de charge transportée dans un circuit ou conducteur en 1 seconde. Donc la formule est

1A = 1 C / S

Où, C est noté coulomb et S est le second.

Dans un scénario pratique, les électrons circulent de la source négative à la source positive de l'alimentation, mais pour une meilleure compréhension du circuit, le flux de courant conventionnel suppose que le courant circule de la borne positive à la borne négative.

Dans certains schémas de circuit, nous verrons souvent que peu de flèches avec I ou i pointent le flux de courants, qui est le flux de courant conventionnel. Nous verrons l'utilisation du courant sur la carte de l'interrupteur mural comme «10 ampères maximum » ou dans le chargeur de téléphone «le courant de charge maximum est de 1 ampère », etc.

Le courant est également utilisé comme préfixe avec des sous-multiples comme Kilo ampères (10 ³ V), milliampères (^10-3 A), micro-ampères (^10-6 A), nano-ampères (^10-9 A) etc.

Qu'est-ce que la tension?

La tension est la différence de potentiel entre deux points d'un circuit. Il notifie l'énergie potentielle stockée sous forme de charge électrique dans un point d'alimentation électrique. Nous pouvons désigner ou mesurer la différence de tension entre deux points quelconques dans les nœuds de circuit, la jonction, etc.

La différence entre deux points appelée différence de potentiel ou chute de tension.

Cette chute de tension ou différence de potentiel est mesurée en volts avec le symbole de V ou v. Plus de tension indique plus de capacité et plus de prises sur la charge.

Comme décrit précédemment, la source de tension constante est appelée tension continue. Si la tension change périodiquement avec le temps, il s'agit d'une tension alternative ou d'un courant alternatif.

Un Volt est par définition, la consommation d'énergie d'un joule par charge électrique d'un coulomb. La relation est telle que décrite

V = énergie potentielle / charge ou 1 V = 1 J / C

Où, J est noté Joule et C est coulomb.

Une chute de tension d'un volt se produit lorsqu'un courant de 1 ampère traverse une résistance de 1 ohm.

1V = 1A / 1R

Où A est Ampère et R est la résistance en ohm.

Tension également utilisée comme préfixe avec sous-multiple comme Kilovolt (10 ³ V), milivolt (10 ^-3 V), micro-volt (10 ^-6 V), nano-volt (10 ^-9 V) etc. désigné comme tension négative ainsi que tension positive.

La tension alternative se trouve généralement dans les prises domestiques. En Inde, c'est 220V AC, aux Etats-Unis c'est 110V AC etc. Nous pouvons obtenir une tension DC en convertissant ce AC en DC ou à partir de batteries, panneaux solaires, diverses unités d'alimentation ainsi que des chargeurs de téléphone. Nous pouvons également convertir DC en AC à l'aide d'onduleurs.

Il est très important de se rappeler que la tension peut exister sans courant car c'est la différence de tension entre deux points ou la différence de potentiel, mais le courant ne peut pas circuler sans aucune différence de tension entre deux points.

Qu'est-ce que la résistance?

Comme dans ce monde, rien n'est idéal, chaque matériau a certaines spécifications pour résister au flux d'électrons en passant de lui. La capacité de résistance d'un matériau est sa résistance qui est mesurée en Ohms (Ω) ou Omega. Identique au courant et à la tension, la résistance a également un préfixe pour les sous-multiples comme Kilo-ohms (10 ³ Ω), mili-ohms (^10-3 Ω), méga-ohms (10 ⁶ Ω) etc. La résistance ne peut pas être mesurée en négatif; ce n'est qu'une valeur positive.

La résistance indique si le matériau à partir duquel le courant passe est un bon conducteur signifie une faible résistance ou un mauvais conducteur signifie une résistance élevée. 1 Ω est une résistance très faible par rapport à 1M Ω.

Ainsi, il existe des matériaux qui ont une très faible résistance et sont un bon conducteur de l'électricité. Comme le cuivre, l'or, l'argent, l'aluminium, etc. D'autre part, il existe plusieurs matériaux qui ont une très haute résistance, donc un mauvais conducteur d'électricité comme le verre, le bois, le plastique, et en raison de la haute résistance et de mauvaises capacités de conduction électrique, ils sont principalement utilisés à des fins d'isolation comme isolant.

En outre, des types spéciaux de matériaux largement utilisés en électronique pour ses capacités spéciales à conduire l'électricité entre les mauvais et les bons conducteurs, ce sont des semi-conducteurs, le nom implique sa nature, semi-conducteur. Transistors, diode, circuits intégrés sont réalisés à l'aide de semi-conducteurs. Le germanium et le silicium sont des matériaux semi-conducteurs largement utilisés dans ce segment.

Comme indiqué précédemment, la résistance ne peut pas être négative. Mais la résistance a deux segments particuliers, l'un est en segment linéaire et l'autre est en segment non-liner. Nous pouvons appliquer un calcul mathématique lié aux limites spécifiques pour calculer la capacité de résistance de cette résistance linéaire, par contre la résistance segmentée non linéaire n'a pas de définition appropriée ou de relations entre la tension et le courant entre ces résistances.

Loi d'Ohm et relation VI:

Georg Simon Ohm alias Georg Ohm est un physicien allemand qui a découvert une relation proportionnelle entre la chute de tension, la résistance et le courant. Cette relation est connue sous le nom de loi d'Ohms.

Dans sa découverte, il est indiqué que le courant traversant un conducteur est directement proportionnel à la tension qui le traverse. Si nous convertissons cette découverte en formation mathématique, nous verrons que

Courant (ampère) = tension / résistance I (ampère) = V / R

Si nous connaissons l'une des deux valeurs de ces trois entités, nous pouvons trouver la troisième.

À partir de la formule ci-dessus, nous trouverons les trois entités, et la formule sera: -

Tension	V = I x R	La sortie sera la tension en Volt (V)
Actuel	I = V / R	La sortie sera le courant en ampères (A)
La résistance	R = V / I	La sortie sera la résistance en Ohm (Ω)

Voyons la différence de ces trois en utilisant un circuit où la charge est la résistance et l'ampéromètre est utilisé pour mesurer le courant et le voltmètre est utilisé pour mesurer la tension.

Dans l'image ci-dessus, un ampèremètre connecté en série et fournissant le courant à la charge résistive, d'autre part un voltmètre connecté à travers la source pour mesurer la tension.

Il est important de se rappeler qu'un ampèremètre doit avoir une résistance de 0 car il est censé fournir une résistance de 0 sur le courant qui le traverse, et pour que cela se produise, un ampèremètre idéal de 0 ohm est connecté en série, mais comme la tension est la différence de potentiel de deux nœuds, le voltmètre est connecté en parallèle.

Si nous modifions le courant de la source de tension ou la tension de la source de tension ou la résistance de charge à travers la source de manière linéaire, puis mesurons les unités, nous produirons le résultat ci-dessous:

Dans ce graphique, si R = 1, le courant et la tension augmenteront proportionnellement. V = I x 1 ou V = I. donc si la résistance est fixe, la tension augmentera avec le courant ou vice versa.

Qu'est-ce que le pouvoir?

La puissance est créée ou consommée, dans un circuit électronique ou électrique, la puissance nominale est utilisée pour fournir des informations sur la quantité d'énergie consommée par le circuit pour en produire une sortie correcte.

Selon la règle de la nature, l'énergie ne peut pas être détruite, mais elle peut être transférée, comme l'énergie électrique convertie en énergie mécanique lorsque l'électricité est appliquée sur un moteur, ou l'énergie électrique convertie en chaleur lorsqu'elle est appliquée sur un appareil de chauffage. Ainsi, un appareil de chauffage a besoin d'énergie, qui est de la puissance, pour fournir une dissipation thermique appropriée, cette puissance étant la puissance nominale du chauffage à la puissance maximale.

La puissance est indiquée par le symbole de W et elle est mesurée en WATT.

La puissance est la valeur multipliée de la tension et du courant. Alors, P = V x I

Où, P est la puissance en watts, V est la tension et I est l' ampère ou le flux de courant.

Il a également des sous-préfixes comme Kilo-Watt (10 ³ W), mili-Watt (^10-3 W), méga-Watt (10 ⁶ W) etc.

Comme la loi d'Ohm V = I x R et la loi de puissance est P = V x I, nous pouvons donc mettre la valeur de V dans la loi de puissance en utilisant la formule V = I x R. Alors la loi de puissance sera

P = I * R * I Ou P = I ² R

En arrangeant la même chose, nous pouvons trouver la moins une chose quand une autre n'est pas disponible, les formules sont réorganisées dans la matrice ci-dessous:

Ainsi, chaque segment se compose de trois formules. Dans tous les cas, si la résistance est devenue 0, le courant sera à l'infini, cela s'appelle la condition de court-circuit. Si la tension est devenue 0, le courant n'existe pas et la puissance sera de 0, si le courant est devenu 0, le circuit est en circuit ouvert où la tension est présente mais pas le courant, donc à nouveau la puissance sera de 0, si la puissance est de 0 alors aucune puissance ne sera consommée ou produite par les circuits.

Concept de flux d'électrons

Flux de courant par attractions de charge. En réalité, comme les électrons sont des particules négatives et ils circulent de la borne négative à la borne positive de la source d'alimentation. Donc, dans les circuits réels, le courant électronique passe de la borne négative à la borne positive, mais dans le flux de courant conventionnel, comme nous l'avons décrit précédemment, nous supposons que le courant circule de la borne positive à la borne négative. Dans l'image suivante, nous comprendrons très facilement le flux de courant.

Quelle que soit la direction, cela n'a aucun effet sur le flux de courant à l'intérieur d'un circuit.Il est plus facile de comprendre le flux de courant conventionnel du positif au négatif. Un seul sens Le flux de courant est DC ou courant continu et qui alterne sa direction appelée courant alternatif ou AC.

Exemples pratiques

Voyons deux exemples pour mieux comprendre les choses.

1. Dans ce circuit, une source 12V DC est connectée sur une charge de 2Ω, calculez la consommation électrique du circuit?

Dans ce circuit, la résistance totale est la résistance de charge, donc le R = 2 et l'alimentation en tension d'entrée est de 12 V CC, donc le V = 12 V. Le flux de courant dans le circuit sera

I = V / R I = 12/2 = 6 ampères

Comme puissance (W) = tension (V) x ampère (A), la puissance totale sera de 12 x 6 = 72 watts.

Nous pouvons également calculer la valeur sans Ampère.

Puissance (W) = Puissance = Tension ² / Résistance de puissance = 12 ² /2 = 12 * 12/2 = 72 watts

Quelle que soit la formule utilisée, la sortie sera la même.

2. Dans ce circuit, la consommation électrique totale à travers la charge est de 30 watts, si nous connectons une alimentation CC de 15 V, combien de courant est nécessaire?

Dans ce circuit, la résistance totale est inconnue. La tension d'alimentation d'entrée est de 15 V CC, donc le V = 15 V CC et la puissance traversant les circuits est de 30 W, donc, le P = 30 W. Le flux de courant dans le circuit sera

I = P / VI = 30/15 2 ampères

Ainsi, pour alimenter les circuits à 30 W, nous avons besoin d'une source d'alimentation de 15 V CC capable de fournir 2 ampères de courant CC ou plus, car les circuits nécessitent un courant de 2 A.