Editer Electricité
Je me rends compte qu'il me manques des notions de base.
ATTENTION, CE SONT DES NOTES, PAS UN COURS, JE SUIS DEBUTANT.
Bases
Dans un atome sont présent électrons (chargé négativement) et protons (chargés positivement), qui s'attirent comme des aimants. L'atome est neutre lorsqu'ils sont en nombre identique. S'il y a plus d'électrons que de protons, l'atome est négatif, il y aura de la place pour attirer les électrons voisins. S'il y a d'avantage de protons que d'électrons, l'atome est positif.
Si deux atomes, l'un positif et l'autre négatif se rapprochent, il y aura échange d'électrons.
Si on rend les bouts d'un fil métallique négatif (trop d'électrons) et l'autre bout négatif (manque d'électron), les atomes vont voler des électrons à leur voisin qui feront de même à leur voisin etc,
c'est le courant électrique. Le courant va donc, dans ce type de situation, du négatif au positif.
Pourquoi un fil métallique ? Car on peut lui voler facilement ses électrons. De tel matériaux sont appelés
des conducteurs. Les électrons circulent le mieux dans l'argent, suivi du cuivre. L'or est aussi intéressant car il ne s'altère pas, contrairement à l'argent (qui se couvre de sulfure) et au cuivre (qui s'oxyde). Le meilleur isolant, celui qui a la meilleur
résistance au vol d'électron est l'air sec. Le plastique, le verre, la céramique, la bakélite sont aussi de bons isolants.
L'intensité du courant (le nombre d'électron par secondes est exprimé en
ampère, un ampère est égal au passage de 6,24 milliards électrons par seconde) il dépend donc de la résistance du conducteur. Plus le conducteur est résistant, moins le courant est intense. L'intensité se mesure avec un ampèremètre. L'unité de mesure de la résistance est l'Ohm. C'est l'ampérage qui détermine si un courant électrique est mortel (au delà de 10A) qui perturbe le courant du corps.
L'intensité dépend aussi de la différence du nombre d'électrons des côtés positifs et négatifs. Plus la différence est grande entre les deux, plus il y aura d'électrons qui vont circuler. Cette différence entre les deux côtés, c'est la "différence de potentiel". Elle est mesurée en
volt. Dans la plupart des cas, on peut également dire que ce volt exprime "la
tension". Il se mesure avec un voltmètre.
Un dipôle électrique est un composant électrique possédant deux bornes, par exemple une LED, une pile, un interrupteur... Si la tension n'est pas nulle entre deux bornes d'un dipôle, c'est qu'il s'agit d'un générateur. Si un dipôle est parcouru par un courant, une tension existe entre ses deux bornes. La tension aux bornes d'un fil électrique doit être négligeable.
Pour mesure l'intensité du courant, on utile donc la formule suivante : intensité=tension/résistance
Comme, toutes les formules mathématiques, on peut l'inverser pour l'exprimer comme ceci : tension=résistance X intensité.
Ou comme cela : résistance = tension/intensité
Si on envoie un courant d'une tension connue et qu'on mesure l'intensité du courant, on peut donc déterminer la résistance d'un conducteur.
Le courant continu est un courant dont le sens de circulation est toujours le même. C'est celui qu'on a en faisant passer un conducteur entre deux bornes d'une pile.
Le courant alternatif, lui, change périodiquement de sens de circulation (grâce à un alternateur, par exemple, qui va faire varier le négatif et le positif des extrémités d'un conducteur). Son avantage principal est qu'on peut utiliser une invention appelée transformateur pour baisser sa tension afin de l'utiliser à des fins domestiques.
En courant alternatif, les électrons font des aller-retour incessants. La fréquence de ces aller-retours est mesuré en
hertz.
 Courant alternatif. Devient positif, neutre, négatif sur le temps. |
En électricité, le
watt est l'unité de puissance d'un système débitant une intensité de 1 ampère sous une tension de 1 volt.
Loi d'Ohm :
U (tension, en volt) = R (résistance, en ohm) * I (intensité, en ampère)
On peut en déduire (U est toujours au dessus) :
I = U/R
R=U/I
Autre formule, pour avoir les watts (elle est importantes car ce sont souvent les watts qui sont indiqués, sur une ampoule etc) :
P (en watt) = U (tension en volt) * I (intensité en ampère)
Une ampoule de 100 watts et 9 volts branchée sur une batterie de 9 volts :
I = P/U = 100 W / 9 V = 11,11 A
Que se produit-il si on utilise une batterie de 12 V et une ampoule de 12 V pour obtenir une puissance de 100 W ?
I = P/U = 100 W / 12 V = 8,33 A
Ce système produit la même puissance, mais avec une intensité plus faible.
En se rappelant que U=R*I, on peut également dire que
P = (R *I) * I
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http://webetab.ac-bordeaux.fr/Pedagogie/Physique/Physico/Electro/e04tensi.htm
Ondes
Ces aller-retour dans un conducteur rectiligne produisent des ondes électromagnétiques (dites aussi hertziennes).
On appelle longueur d'onde la distance entre deux ondes. Une première onde est envoyée, suivi d'une autre une seconde plus tard. La première onde a eu le temps de parcourir 299 792 458 m / s.
La longueur d'onde = vitesse / fréquence
La longueur d'onde de la lumière visible est de 380 nm à 780 nm. Celle des ondes radios est supérieur à 1mm.
C'est le champ autour du fil électrique qui produit l'électricité (la preuve : on peut avoir de l'électricité sans fil) : https://www.youtube.com/watch?v=bHIhgxav9LY
Portes logiques
Relai
Un "relai" est une sorte d'interrupteur qu'on peut activer avec de l'électricité. On aura donc 2 connexion : le premier fil pour faire passer l'électricité + le 2e fil qui permet d'ouvrir ou fermer le relai. Comme si on activait/désactivait l'interrupteur d'une lampe à distance, en envoyant du courant !
C'est intéressant car ça permet d'exprimer de la logique.
Les plus anciens relais fonctionnent avec un électroaimant qui vient ouvrir ou fermer l'interrupteur. Il existe aussi des "relais statiques (SSR)", sans pièces mécaniques qui fonctionnent avec une diode à l'intérieur (la diode va activer un élément qui réagit à la lumière et va laisser passer l'électricité ou non).
Transistors
Les transistors peuvent être utilisés comme simples relais. On peut demander au transistor de laisser passer le courant, ou juste un peu, ou non. Ils n'ont pas de pièces mécaniques. On en a des milliards sur un CPU.
Les transistors ont en général 3 pattes :
-entrée du courant (collecteur C)
-sortie du courant (émetteur E)
-contrôle (base B), qui sert de "variateur". En général un courant beaucoup moins important que C et E.
Le courant arrive sur le C et sort vers le E mais uniquement SELON le courant envoyé sur la base B.
Donc :
-0 sur la base B=transistor fermé.
-Un peu de courant sur B=on laisse passer un peu de courant vers E.
-Max de courant sur B (la valeur exacte dépend du transistor)=on laisse passer le max sur E.
Typiquement on pourrait avoir un microphone branché sur B. Le microphone envoie un faible courant, et c'est donc "répercuté" à très grande intensité sur les courants en C et E avec un haut parleur en sortie de E (c'est pour ça qu'on parle d'amplificateur).
Etant donné que le courant passe dans le transistor, ils doivent être plus ou moins costaud selon la puissance avec laquelle on travaille (on peut les faire fondre si trop de courant).
Concrètement le transistor est divisé en 3 à l'intérieur :
-deux couches de silicium dopé avec du phosphore (ou du bore), avec C et E branché dessus.
-une couche centrale de silicium dopé avec du bore (ou du phosphore) avec B.
Quand on envoie du courant sur B (c'est à dire qu'on va stimuler la couche centrale), ça laisse plus ou moins passer le courant entre les 2 couches de chaque coté.
https://www.youtube.com/watch?v=Ey1nnEoADcg
Porte NON-ET (NAND)
On commence avec celle-là car la plus facile à créer concrètement.
2 entrées (disons A et B).
A B Sortie
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
-Si l'entrée A et l'entrée B envoie de l'électricité en même temps, rien ne doit sortir.
-A tout seul laisse passer l'électricité.
-B tout seul laisse passer.
-Aucune énergie envoyée sur aucune entrée, laisse passer.
Comment faire concrètement ?
Au dessus c'est un peu de la théorie.
Concrètement on aura, en plus des 2 entrées, une source d'énergie constante. C'est important ! La porte logique doit être alimentée électriquement !
En pratique il faut 2 relais pour avoir une porte "NON-ET" : un ouvert par défaut et un fermé par défaut.
Disons qu'on a 3 sources d'énergie : S1 et S2 qui peuvent être ouverte ou fermées individuellement. S3 qui est constante.
Un premier relai fermé par défaut :
-son "interrupteur" est contrôlé par S1. Donc rien n'en sort quand on active S1, ça active juste l'interrupteur.
-l'électricité est envoyé par S2.
Donc si S1 est activé ET S2 est activé, de l'énergie sort de ce relai ! (ça ressemble à une porte "ET" mais chut, pour l'instant on parle de relai)
Un 2 relai ouvert par défaut :
-branché sur S3, donc qui fonctionne en permanence.
-on branche la sortie du premier relai sur son interrupteur.
Donc si S1 est activé ET S2 est activé, de l'énergie sort du 1er relai... et ça va désactiver l'interrupteur du 2e relai.
Et voilà ! On a de l'électricité dans tous les cas sauf si S1 et S2 sont activés.
Porte NON
Une seule entrée. Permet d'inverser les valeurs reçues.
A Sortie
0 1
1 0
C'est juste une porte NAND où A et B ont toujours les mêmes valeurs :
A B Sortie
0 0 1
1 1 0
Il faut connecter le même fil sur A et B du NAND voilà tout.
Porte ET (AND)
2 entrées, A et B.
Input Output
A B
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Assez simple à construire, il suffit d'enchaîner 2 portes NAND.
-La première porte NAND se ferme si elle reçoit de l'énergie sur son A et B. C'est la seule condition possible pour qu'elle n'envoie aucune énergie.
-On connecte la sortie de la première porte sur A ET aussi sur B de la 2e porte NAND. Donc, quand la première porte n'enverra rien, la 2e porte sera OUVERTE. Si la première porte envoie quelque chose (cas où A seul est activé ou bien B seul, ou bien rien), alors la 2e porte sera fermée.
Voilà, il faut donc nécessairement que A et B soit activées. On a bien AND.
Concrètement
Concrètement ça peut aussi juste être un relai fermé par défaut :
-son "interrupteur" est contrôlé par A. Rien n'en sort quand on active A, ça active juste l'interrupteur.
-l'électricité est envoyé par B.
Donc si B est activé ET B est activé, de l'énergie sort du relai : ça fait une porte ET.
Porte OR
Input Output
A B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Se construit avec 3 portes :
-Deux portes NON.
-Une porte NAND.
Si rien n'arrive en entrée des deux portes "non", elles envoient toutes les 2 de l'énergie à la NAND qui n'envoie rien.
Si l'énergie arrive en entrée d'une des 2 portes "non", elle cesse d'alimenter une des pattes de NAND qui s'ouvre donc.
Si les 2 portes "non" sont ouvertes, le NAND est ouvert (comportement par défaut).
Fentes de Young
Pour la première fois je viens de comprendre la "double slit experiment" et pourquoi c'est si ouf.
1) Deux fentes. || || On y fait passer des "ondes". En passant dans les trous ça les perturbe et ça fait des sortes de traits.
Ils ont testé avec de l'eau.
Vue du dessus, on voit bien les "bandes" :
2)Si on envoie des particule genre du chocolat en poudre à travers on a pas ces bandes sur le mur.
3)Si on envoie très lentement photon après photon à travers ces trous et qu'on note où ils arrivent.... On obtient le résultat 1). Alors que c'était super lent et ils peuvent pas se perturber entre eux.
Apparemment on peut même envoyer UN PHOTON par jour et ça se comporte comme des ondes.
C'est complètement débile pour moi c'est sûr à 100% on est dans une simulation putain vous voulez quoi comme preuve, la réalité buggue.
Sérieux j'ai vu 20 fois l'explication en pensant avoir compris et yen a pas un seul pour insister sur le fait que tu peux envoyer un photon par an et et "saura" où atterrir (dans une des bandes).
On peut "observer" chaque photon sans le consommer en mettant un filtre polarisant, d'une direction différente devant chaque fente. Mais à ce moment là, le motif d'inférence disparait ! C'est la "réduction du paquet d'onde", certains disent que le photon cesse d'être quantique mais devient concret.
Mais si on met un autre filtre polarisant de l'autre côté des fentes, qui efface l'info de la polarisation, le motif réapparaît !!! Le photo redevient ondulatoire. C'est la "gomme quantique" (quantum eraser).
Et si notre dispositif de mesure est fiable à 30% (par exemple le filtre polarisant est aléatoirement le même devant chaque fente, càd 70% du temps on ne peut pas dire dans quelle fente passe le photon), on verra le pattern à 70%.
Ca me fait penser à un moteur de jeu vidéo qui optimise ses calculs... avec les particules regroupées grossièrement en gros tas pour faciliter les calcules et divisées uniquement si besoin. Plutôt que de calculer toutes les positions de toutes les particules on a une approximation qui n'est résolue que si ça a un impact concret.