Wikipédia:Sélection/Électricité et Électronique

Une page de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Sauter à la navigation Sauter à la recherche


Tube électronique

Tube 6550C

Un tube électronique (vacuum tube en américain ou valve en anglais), est un composant électronique actif réalisant une amplification de signal. Il utilise des électrodes, placées dans le vide ou dans un gaz, isolées entre elles par ce milieu, et comprenant au moins une source d'électrons.

Les tubes ont longtemps été les seuls composants actifs et ils ont permis la fabrication en série des premiers appareils électroniques : récepteur radio, puis de télévision. Ils restent de nos jours utilisés comme amplificateurs audio, ou comme amplificateurs de puissance dans les fours à micro-ondes, le chauffage par radio-fréquence industriel, les émetteurs de radio et de télévision.

Lire l’article

Disjoncteur à haute tension

Disjoncteur 800 kV au Venezuela

Un disjoncteur à haute tension est destiné à établir, prendre en charge et interrompre des courants sous sa tension assignée (la tension maximale du réseau électrique qu’il protège) à la fois :

Un disjoncteur est un appareil de protection essentiel d’un réseau à haute tension, car il est le seul capable d’interrompre un courant de court-circuit et donc d’éviter que le matériel connecté sur le réseau soit endommagé par ce court-circuit.

Thermoélectricité

Module Peltier.

L'effet thermoélectrique, découvert puis compris au cours du XIXe siècle grâce aux travaux de Seebeck, Peltier ou encore Lord Kelvin, est un phénomène physique présent dans certains matériaux : il y lie le flux de chaleur qui les traverse au courant électrique qui les parcourt. Cet effet est à la base d'applications, dont très majoritairement la thermométrie, puis la réfrigération (ex. module Peltier) et enfin, très marginalement, la génération d'électricité (aussi appelée « thermopile »).

Un matériau thermoélectrique transforme directement la chaleur en électricité, ou déplace des calories par l'application d'un courant électrique. Un grand nombre des matériaux possédant des propriétés thermoélectriques intéressantes ont été découverts au cours des décennies 1950 et 1960. C'est notamment le cas du tellurure de bismuth (Bi2Te3) utilisé dans les modules Peltier commerciaux, ou des alliages silicium-germanium (SiGe) utilisés pour l'alimentation des sondes spatiales dans des générateurs thermoélectriques à radioisotope.

L'utilisation de la thermoélectricité en thermométrie connaît un grand succès depuis le début du XXe siècle et en réfrigération portable depuis les années 2000. Par contre, la thermopile a du mal à émerger car son rendement est peu élevé et les coûts sont importants, cela les limite à des utilisations très ciblées en 2005 (il n'y a pas encore de marché de niche pour la thermopile). Cependant des progrès récents, ainsi qu'un nouvel intérêt pour la thermoélectricité dû à la fois à la hausse des coûts de l'énergie et aux exigences environnementales, ont conduit à un renouveau important des recherches scientifiques dans cette discipline.

Amplificateur électronique

Un amplificateur Hi-Fi à tubes.

Un amplificateur électronique 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.

Transistor bipolaire à grille isolée

Symbole usuel de l’IGBT

Le transistor bipolaire à grille isolée (IGBT, de l’anglais Insulated Gate Bipolar Transistor) est un dispositif semi-conducteur de la famille des transistors qui est utilisé comme interrupteur électronique de puissance, principalement dans les montages de l’électronique de puissance.

Ce composant, qui combine les avantages des technologies précédentes — c’est-à-dire la grande simplicité de commande du transistor à effet de champ par rapport au transistor bipolaire, tout en conservant les faibles pertes par conduction de ce dernier —, a permis de nombreux progrès dans les applications de l’électronique de puissance, aussi bien en ce qui concerne la fiabilité que sur l’aspect économique.

Les transistors IGBT ont permis d’envisager des développements jusqu’alors non viables en particulier dans la vitesse variable ainsi que dans les applications des machines électriques et des convertisseurs de puissance qui nous accompagnent chaque jour et partout, sans que nous en soyons particulièrement conscients : automobiles, trains, métros, bus, avions, bateaux, ascenseurs, électroménager, télévision, domotique, etc.

Machine asynchrone

Machine asynchrone 8 kW

La machine asynchrone, connue également sous le terme « anglo-saxon » de machine à induction, est une machine électrique à courant alternatif sans connexion entre le stator et le rotor. Les machines possédant un rotor « en cage d'écureuil » sont aussi connues sous le nom de machines à cage ou machines à cage d'écureuil. Le terme asynchrone provient du fait que la vitesse de ces machines n'est pas forcément proportionnelle à la fréquence des courants qui les traversent.

La machine asynchrone a longtemps été fortement concurrencée par la machine synchrone dans les domaines de forte puissance, jusqu'à l'avènement de l'électronique de puissance. On la retrouve aujourd'hui dans de nombreuses applications, notamment dans le transport (métro, trains, propulsion des navires), dans l'industrie (machines-outils), dans l'électroménager. Elle était à l'origine uniquement utilisée en moteur mais, toujours grâce à l'électronique de puissance, elle est de plus en plus souvent utilisée en génératrice. C'est par exemple le cas dans les éoliennes.

Pour fonctionner en courant monophasé, les machines asynchrones nécessitent un système de démarrage. Pour les applications de puissance, au-delà de quelques kilowatts, les moteurs asynchrones sont uniquement alimentés par des systèmes de courants triphasés.

Appareillage électrique à haute tension

Appareillage électrique 800 kV

L'appareillage électrique à haute tension est l'ensemble des appareils électriques qui permettent la mise sous ou hors tension de portions d'un réseau électrique à haute tension (y compris pour des opérations de délestage).

L’appareillage électrique est un élément essentiel qui permet d’obtenir la protection et une exploitation sûre et sans interruption d’un réseau à haute tension. Ce type de matériel est très important dans la mesure où de multiples activités nécessitent de disposer d'une alimentation en électricité qui soit permanente et de qualité.

L’appellation « haute tension » regroupe l'ancienne moyenne tension (HTA) et l'ancienne haute tension (HTB), elle concerne donc les appareils de tension assignée supérieure à 1 000 V, en courant alternatif, et supérieure à 1 500 V dans le cas de courant continu. Les applications industrielles des disjoncteurs à haute tension sont pour l'instant limitées au courant alternatif car elles sont plus économiques, il existe cependant des sectionneurs à haute tension pour liaisons à courant continu.

Amplificateur opérationnel

Des amplificateurs opérationnels.

Un amplificateur opérationnel (aussi dénommé ampli-op ou ampli op, AO, AOP, ALI ou AIL) est un amplificateur différentiel : c'est un amplificateur électronique qui amplifie une différence de potentiel électrique présente à ses entrées. Il a été initialement conçu pour effectuer des opérations mathématiques dans les calculateurs analogiques : il permettait de modéliser les opérations mathématiques de base comme l'addition, la soustraction, l'intégration, la dérivation et d'autres. Par la suite, l'amplificateur opérationnel est utilisé dans bien d'autres applications comme la commande de moteurs, la régulation de tension, les sources de courants ou encore les oscillateurs.

Physiquement, un amplificateur opérationnel est constitué de transistors, de tubes électroniques ou de n'importe quels autres composants amplificateurs. On le trouve communément sous la forme de circuit intégré.

Classes de fonctionnement d'un amplificateur électronique

Vue des zones où le signal est utilisé pour les différentes classes d’amplificateurs.

Le système de lettres, ou classes de fonctionnement, est un classement utilisé pour caractériser les amplificateurs électroniques. Chaque schéma d’amplificateur est ainsi désigné par une lettre : A, AB, B, etc.

Ces classes sont définies par la relation entre la forme du signal d’entrée et celle du signal de sortie, ainsi que par la durée pendant laquelle le composant amplificateur est utilisé. Cette durée est mesurée en degrés d’un signal sinusoïdal test appliqué à l’entrée ; 360° représente alors un cycle complet.

Les classes déterminent le type d’application de l’amplificateur, suivant que l’on recherche la qualité (linéarité, faible distorsion) ou le rendement.

Tension transitoire de rétablissement

Surtension lors de la coupure d’une ligne électrique

La tension transitoire de rétablissement (TTR) est la surtension qui apparait aux bornes d’un appareillage électrique après avoir interrompu un courant alternatif.

L’amplitude et la puissance de cette surtension dépendent de divers facteurs : type du réseau, type de charge, synchronisation de la coupure.

C’est un paramètre qui influe fortement sur la réussite d’une coupure de courant dans un réseau électrique à haute tension. Il est étudié et normalisé pour le développement des disjoncteurs et des interrupteurs à haute tension, ainsi que pour leur utilisation.