Les diodes électroluminescentes (DEL)

Les diodes électroluminescentes (DEL)

Les sciences physiques font partie des sciences expérimentales, leur enseignement devrait donc être basé sur des expériences. De même, l’électronique fait partie des sciences physiques, alors l’enseignement/apprentissage de l’électronique doit s’appuyer aussi et surtout se baser sur l’observation et l’expérimentation. C’est en classe de seconde que les élèves vont préparer leur avenir, c’est une classe de détermination qui permet de préparer le choix d’une série en première. C’est dans ce niveau que développent l’esprit d’analyse et de synthèse des élèves. Ce sont l’observation et l’expérimentation qui fournissent à ces élèves les bases de tout raisonnement qui leur permet de mieux comprendre les choses. Ainsi, on laisse aux enseignants la responsabilité de procéder à élaborer des cours-travaux pratiques que des cours purement théoriques ou voir même des cours magistraux. Les enseignants doivent ainsi sensibiliser les élèves à s’intéresser aux phénomènes physiques dans la vie courante.

QUELQUES COMPOSANTS ELECTRONIQUES ETUDIES EN CLASSE SECONDAIRE

Les conducteurs ohmiques

Les résistors
Définitions
Un résistor est un composant électronique cylindrique, formé par différents types de matériaux. Un résistor est caractérisé par sa résistance (grandeur). On peut aussi appelé, par abus de langage, « résistance » le composant résistor. C’est le composant passif le plus utilisé en électronique. La résistance électrique d’un matériau est sa faculté d’empêcher le passage du courant. Cette valeur est indépendante du circuit dans lequel se trouve ce matériau. La résistance se note R et elle se mesure en Ohm (symbole Ω) avec un ohmmètre. Tous les composants pour lesquels R est une constante sont des conducteurs ohmiques. C’est le cas des fils conducteurs.

Rôles du résistor
Le résistor joue un rôle très important dans un montage électronique :
• Il limite l’intensité du courant qui traverse un composant, on parle d’une résistance de protection ;
• Il crée une chute de tension
• Il est utilisé en diviseur de tension et de courant
• Il est utilisé aussi dans des montages pour polariser certains composants comme les transistors.

Le code des couleurs
Un conducteur ohmique est caractérisé par sa résistance qu’on peut mesurer directement aux bornes de ce composant avec un ohmmètre ou bien connue à partir du code couleur. La valeur d’un composant n’est pas toujours indiquée en marquage clair la résistance se caractérise souvent avec des anneaux colorés. L’industrie a utilisé donc le code des couleurs pour identifier la valeur ohmique de la résistance. Pour déterminer la valeur d’une résistance, il faut d’abord compter le nombre d’anneaux de couleurs que porte cette résistance et de repérer le 1èr anneau (il est toujours le plus proche du bord). On peut avoir 4, 5 ou 6 anneaux colorés dont, selon le nombre d’anneau, les deux ou trois premiers anneaux sont les chiffres significatifs (valeurs), l’anneau suivant est le multiplicateur (nombre de zéros à placer après les valeurs) et le dernier est la tolérance (anneau le plus large).

Ainsi après avoir identifié les couleurs présentes sur la résistance, on associe au code universel des couleurs afin de connaître la valeur ohmique de cette résistance. Le code de désignation de couleurs (norme internationale CEI 60757 en 1983) est apposé sur les résistances, les condensateurs (et d’autres composants). Le tableau qui suit résume le code de couleurs.

➤ Mnémotechnique
On peut retenir la phrase suivante pour se souvenir de la table du code des couleurs des résistors, l’initiale de chaque mot correspond à l’initiale d’une couleur : « Ne Mangez Rien Ou Je Vous Battrai Violemment Grand Bête. »

Associations de résistors 
On peut regrouper les résistances électroniques en série (linéaire ou bout à bout) ou en dérivation (parallèle). Lorsqu’elles sont montées en série ou en dérivation, on peut simplifier ces résistances par une seule valeur. Cette dernière est appelée résistance équivalente.

Résistances variables 

Potentiomètre
Un potentiomètre est un type de résistance variable qui présente 3 bornes : 2 d’entre elles sont les bornes de la piste résistive (résistance fixe entre ces deux bornes) et 1 borne pour le curseur (résistance variable entre cette borne et n’importe laquelle des deux autres). On cite des potentiomètres linéaires (dans les tables de mixage par exemple) et des potentiomètres circulaires (commandés par un curseur rotatif) .

Rhéostat
Un rhéostat est aussi un type de résistance variable qui présente 2 bornes, un bobinage de fil électrique qui garantit son rôle de faire varier l’intensité du courant qui le traverse en se servant d’un curseur mobile .

Photorésistances ou LDR
Le LDR (Light Dependent Resistor) est un composant qui s’oppose au passage du courant, la valeur ohmique de sa résistance dépend de la lumière. Plus il y a de lumière, moins il y a de résistance : 8 kΩ dans l’obscurité, 670 Ω à la lumière du jour et de 240 Ω à la lumière intense. Autrement dit, la résistance de la LDR diminue en fonction de l’intensité de la luminosité de la lumière.

Thermistance ou CTN (Coefficient de Température Négatif)
Ce type de résistances est sensible à la température. Dans leur domaine d’utilisation, une thermistance présente une résistance qui diminue lorsque sa température augmente ou bien sa résistance augmente quand la température environnante diminue .

Les condensateurs 

Définition
Un condensateur est un composant électronique ayant le pouvoir de stocker de l’énergie lorsqu’il est soumis à une tension (différence de potentiel). C’est un ensemble de deux conducteurs séparés par un isolant. Les deux conducteurs sont appelés « armatures » et l’isolant le « diélectrique ».

Les diodes 

Les diodes font parties des composants électroniques très utilisés en électroniques. Ce sont des composants actifs (par opposition aux composants passifs que représentent les résistors, les bobines et les condensateurs).C’est beaucoup très rare de trouver un montage ne comportant aucune diode. Les diodes sont fabriquées à partir des semi-conducteurs (matériaux qui ne sont ni conducteurs ni isolants): germanium, silicium, …On peut citer ainsi plusieurs types de diode : diode à jonction, diode zener, diode électroluminescente (DEL).

Fonctionnement de la diode 
Les diodes sont des composants électroniques qui ne laissent passer le courant que dans un sens. Ainsi, on a le comportement suivant :
✓ la diode se comporte comme un interrupteur fermé lorsque le courant est dans le sens Anode-Cathode.
✓ lorsque le courant est dans le sens Cathode-Anode, la diode se comporte comme un interrupteur ouvert.

CONCLUSION GENERALE 

Pour terminer, l’enseignement/apprentissage de l’électronique doit s’appuyer et surtout se baser sur l’observation et l’expérimentation puisque l’électronique fait partie des sciences physiques et l’observation permet de mieux comprendre les phénomènes. Ainsi, nous pouvons apprendre l’électronique avec des cours-travaux pratiques en classe secondaire. De plus, pour faire apprendre l’électronique aux élèves l’enseignant doit chercher tous les moyens pour sensibiliser ses élèves à s’intéresser aux phénomènes physiques dans la vie courante, notamment l’évolution technologique qui est le fruit de l’électronique.

Table des matières

INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : REPERES THEORIQUES SUR L’ELECTRONIQUE EN CLASSE SECONDAIRE 
I.QUELQUES COMPOSANTS ELECTRONIQUES ETUDIES EN CLASSE
SECONDAIRE
A. Les conducteurs ohmiques
1. Les résistors
2. Résistances variables
B. Les condensateurs
C. Les diodes
1. Les diodes à jonctions
2. Les diodes zener
3. Les diodes électroluminescentes (DEL)
D. Les transistors
1. Constitution d’un transistor
2. Réseaux de caractéristiques du transistor
3. Modes de fonctionnement d’un transistor
4. Les applications du transistor
II. LES MULTIVIBRATEURS
A. Multivibrateur astable à transistors bipolaires
B. Multivibrateurs astables à inverseurs logiques : à portes logiques NON
C. Multivibrateurs astable à circuit intégré NE555
D. Multivibrateur à amplificateur opérationnel (AOP)
DEUXIEME PARTIE : CONCEPTION ET ELABORATION DE MATERIELS DIDACTIQUES 
I.Supports pour les conducteurs ohmiques
A. Supports des résistors
B. Support de potentiomètre
II. Supports pour les composants à semi-conducteurs
A. Support de diode à jonction
B. Support de diode zener
C. Supports de DEL
D. Supports des transistors bipolaires
III. Support de condensateurs électrochimiques
IV. Support de pile
V. Support d’interrupteur
VI. Supports de nœuds de dérivation
VII. Support de générateur à tension réglable de 0 à 15 V
VIII. Fils de connexion
TROISIEME PARTIE : ACTIVITES EXPERIMENTALES 
I.Travaux pratiques sur l’étude de la courbe caractéristique intensité-tension d’un
résistor
II. Travaux pratiques sur l’étude de la courbe caractéristique intensité-tension d’une diode à jonction
III. Travaux pratiques sur l’étude de la courbe caractéristique intensité-tension d’une diode zener
IV. Travaux pratiques sur l’étude de la courbe caractéristique intensité-tension d’une diode électroluminescente (DEL)
V. Travaux pratiques sur l’étude de la charge et décharge d’un condensateur à travers un résistor : pour les 1ère scientifiques
VI. Travaux pratiques sur l’étude de la courbe caractéristique intensité-tension d’un transistor bipolaire
CONCLUSION GENERALE

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