Êtes-vous un concepteur expérimenté ou novice en électricité ? Si oui, il est essentiel de commencer par les bases. Vous vous demandez sans doute ce qu'est un schéma électrique. Alors, pas d'inquiétude ! Je vais vous expliquer le concept.
Pour commencer, les symboles schématiques, ou schémas électriques, sont comparables au langage des circuits. Pourquoi sont-ils importants ? Parce qu'ils vous aident à comprendre l'objectif de la conception de votre circuit. Les lire et les comprendre n'est pas une technique à apprendre et à oublier, mais une nécessité. Si vous êtes conscient de l'importance d'un schéma électrique, mais que vous ne savez pas comment le lire, cet article est fait pour vous ! Alors, ne perdons pas de temps et plongeons-nous dans les détails des composants d'un schéma électrique, de leur interprétation, et plus encore.
Qu'est-ce qu'un schéma électrique ?
Un schéma électrique est une autre méthode pour représenter ou dessiner le cheminement électrique d'un circuit. Le terme « schéma électrique » désigne une illustration technique permettant de comprendre les composants de base et leur association dans un circuit électrique. Les schémas de circuits traditionnels ne montrent que la disposition physique du système et ses horaires de fonctionnement, tandis qu'un schéma électrique indique comment l'électricité circule et se connecte au sein du système.
Examinons maintenant les principales caractéristiques des symboles schématiques électriques, notamment :
● Résistances variables, interrupteurs à bouton-poussoir et diodes.
● Il englobe non seulement l’emplacement des composants du circuit, mais également l’ordre de ces concepts.
● C'est aussi un moyen de communication compréhensible dans le monde de l'ingénierie.
● Fournit des informations spécifiques sur le fait que le composant soit original, sa valeur ou sa classification.
En bref, sans schémas, il y aurait un véritable désordre pour trouver des défauts, créer des circuits et construire des systèmes.
Les éléments clés généralement trouvés dans un schéma électrique comprennent
Voici une liste des éléments communs que l'on retrouve généralement dans un schéma électrique, ainsi qu'une explication de leur signification :
● Lampe: Il est représenté par un cercle avec une croix à l'intérieur. Il ressemble davantage à une ampoule ou à une lampe qui s'allume lorsqu'un courant y passe.
● Basculer:Il se présente sous la forme d'une rupture de ligne avec une ligne coudée entre les deux extrémités. Il régule le flux de courant dans un circuit.
● Wire:Cette ligne droite montre la connexion entre les composants du circuit.
● Connecté/Non connecté:Ces symboles de fils précisent si les fils sont connectés (ligne fine avec un point) ou non (croisement de lignes pointillées sans point).
● Résistance: Il est représenté par une ligne en zigzag qui restreint le courant électrique tout en autorisant différentes pièces et pratiques de circuit.
● Résistance variable : Il s'agit d'une résistance traversée par une flèche, ce qui indique qu'il s'agit d'une résistance dont vous pouvez ajuster la résistance pour contrôler le courant.
● Condensateur:Il retient l'énergie électrique et la restitue selon les besoins, souvent pour « lisser » ou « filtrer » les signaux.
● Condensateur polarisé : Fondamentalement, un condensateur de polarisation est un condensateur standard, mais dont la polarité est indiquée par (+) et (-). Il est utilisé dans les circuits à courant continu.
● Diode:Il est doté d'une flèche triangulaire qui pointe vers une ligne et qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens, pour protéger les composants sensibles.
● LED (diode électroluminescente):Là où il y a une LED ou une diode électroluminescente, nous avons les flèches qui pointent vers l'extérieur où il y a un courant unidirectionnel.
Comprendre les bases d'un circuit
Pour comprendre les bases d'un circuit, il est essentiel de connaître les composants clés. Tout d'abord, qu'est-ce qu'un circuit ? Autrement dit, un circuit est un élément traversé par un courant électrique. Facile, non ? Allons plus loin et examinons les principaux éléments à prendre en compte pour construire votre propre configuration de circuit.
Voici comment fonctionne un circuit :
Lorsqu'une source d'énergie pousse des électrons à travers des conducteurs dans un chemin fermé, ces électrons circulent dans un circuit pour produire du courant.
Pour que le courant circule :
● Le circuit ne doit pas être rompu, il doit être fermé.
● La borne positive de la source d'alimentation doit forcer le courant à travers le circuit et à revenir sur sa borne négative.
Non, nous savons tous comment fonctionne un circuit, alors passons aux différents types de circuits que nous pourrions probablement rencontrer.
● Circuit en série:Dans ce cas, le courant traverse les composants les uns après les autres, selon un seul trajet. Si l'un des composants du circuit tombe en panne, cela affecte l'ensemble du circuit.
● Circuit parallèleCe circuit représente des composants disposés en plusieurs branches, où un seul chemin de circulation du courant est autorisé. Si un composant tombe en panne, tout le reste fonctionne correctement.
● Circuit combiné:Il se compose de configurations en série et en parallèle pour répondre à certains objectifs de conception.
Lois fondamentales régissant les circuits.
Alors, regardons les lois fondamentales des circuits.
1. Loi d'Ohm :
Il explique la relation entre la tension (V), le courant (I) et la résistance (R). Il est important de comprendre le comportement de la tension, du courant et de la résistance dans un circuit.
V= I×RV = I \fois
RV=I×R
2. Lois de Kirchhoff :
La loi du courant de Kirchhoff (KCL) stipule que :
La somme du courant total entrant dans une jonction de circuit électrique est égale au courant total sortant de cette jonction. La formule de KCL est :
∑I(entrée) = ∑I(sortie)
Où? :
I(in) représente les courants circulant dans la jonction.
I(out) représente les courants sortant de la jonction.
Façons de représenter graphiquement un circuit
Lorsqu'il s'agit de représenter un circuit, de quoi s'agit-il ? S'agit-il d'un schéma rempli d'unités SI ? Ou d'un organigramme ? Soyons honnêtes : je ne crois pas qu'il existe une solution universelle. Il existe plusieurs méthodes de représentation graphique sur le marché, chacune ayant ses avantages. Laquelle de ces méthodes est la plus adaptée à votre prochain projet ? Nous allons vous expliquer cela en détail. À la fin de cette section, vous saurez quel design graphique choisir.
1. Diagramme schématique
Ce sont les plans de vos circuits. Que proposent-ils ? Leur représentation est simple, facile à comprendre pour un novice. Ils sont destinés à assurer la communication entre les composants. Plutôt que d'observer la conception physique du circuit, ils utilisent les symboles du schéma de câblage pour visualiser son utilisation.
2. Schéma de câblage
Ensuite, nous avons un schéma de câblage sur la page. Il offre une vision plus concrète des circuits intégrés. Il ne s'agit pas de symboles abstraits et ennuyeux, mais de la facilité d'utilisation de votre composant dans le monde réel. Ce schéma vous permet d'installer et de réparer la couleur de vos fils, vos connexions physiques et l'emplacement de vos bornes.
3. Schéma fonctionnel
Quelle impression cette représentation graphique vous inspire-t-elle lorsque vous rencontrez le terme « diagramme-bloc » ? S'agit-il d'un organigramme ou de blocs ? Si vous optez pour l'organigramme, vous avez sans doute raison. Ce diagramme de type organigramme offre une vue d'ensemble du système. Il est divisé en deux sections :
● Alimentation
● Amplificateur opérationnel
Le plus intéressant ? Il n'entre pas dans les détails. Il analyse simplement comment chaque élément de contenu s'intègre dans le vide qu'il comble. Si vous savez que vous allez créer un schéma fonctionnel pour votre prochain projet, prêtez attention à celui-ci, car il est idéal pour une planification de haut niveau ou pour expliquer les systèmes à des personnes non techniques.
4. Diagramme illustré
Celui-ci est sans conteste notre préféré, car c'est le format le plus convivial pour les débutants et les non-experts. Qui n'aime pas les visuels ? Nous les aimons tous. Le moyen le plus simple et le plus sûr de mémoriser un circuit est de voir son image plutôt que de lire tous les symboles. Globalement, les symboles sont remplacés par des illustrations réalistes, ce qui permet de mieux visualiser les interactions du circuit avec ses homologues.
5. Schéma unifilaire (SLD)
Un schéma unifilaire peut parfois s'avérer complexe. Mais une fois utilisé, il permet de décomposer vos systèmes électriques complexes en représentations unifilaires claires et nettes. Néanmoins, il se concentre sur les grandes parties des lignes électriques, les transformateurs et les disjoncteurs, et est donc plus adapté aux systèmes plus vastes, comme les réseaux électriques industriels et les schémas électriques des bâtiments.
Comment lire un circuit simple
Tous les ingénieurs, électriciens et amateurs devraient être capables de lire un schéma électrique. Un schéma électrique est une représentation symbolique des différentes parties d'un système électrique. Voici comment les lire.
Étape 1 : Comprendre les bases d’un système de circuit
L'astuce ici est de comprendre d'abord les composants. Par exemple, dans les schémas de circuit, les composants sont représentés par des symboles standardisés. Mais lesquels ? Voici ce qu'ils sont :
● Résistances: Représenté sous forme de lignes ou de zigzag.
● Condensateurs: Lignes parallèles (une droite, une courbe pour les condensateurs polarisés).
● Diodes : Les points du triangle forment une ligne, indiquant le sens du flux du courant.
● Sources d'énergie: Lignes longues et courtes pour les batteries, ou lignes ondulées pour le cas d'une source CA.
Étape 2 : Identifier la source d’alimentation
Maintenant que vous connaissez les symboles, vous êtes prêt à comprendre comment le circuit est alimenté. Mais comment faire ? Tout d'abord, vous devez identifier l'alimentation : il s'agit généralement d'une batterie ou d'une prise secteur. Ensuite, notez sa polarité ou sa tension nominale. Par exemple, s'il s'agit d'un circuit CC, une ligne plus longue représente la borne positive et une ligne plus courte la borne négative.
Étape 3 : Suivez le flux du courant
Il est temps de vérifier la direction du courant dans votre circuit et son sens de circulation. Normalement, le courant électrique sort de la borne positive de l'alimentation et entre dans sa borne négative. Ce circuit est plus sensible au courant conventionnel. Pour le savoir, il suffit de suivre le trajet du courant depuis la source d'alimentation jusqu'à la source, en passant par les composants, et de revenir à la source.
Étape 4 : Analyser les composants individuels
Une fois toutes ces étapes réalisées, il vous faut analyser chaque connexion. Au début, cela peut paraître un peu difficile, mais c'est vraiment très utile. La seule chose à savoir, c'est la fonction de chaque composant. Laissez-moi vous expliquer.
● Résistances: Limiter le courant. Noter les valeurs de résistance (en ohms) imprimées à côté du symbole.
● Condensateurs: Ils stockent et libèrent également de l'énergie électrique. Il faut rechercher les valeurs de capacité en farads.
● Interrupteurs: Contrôler le flux de courant. Les interrupteurs ouverts coupent le circuit ; les interrupteurs fermés le ferment.
● Diodes: Les diodes ne laissent passer le courant que dans un seul sens. Recherchez ensuite les bornes anodique (positive) et cathodique (négative).
● LED: Ils émettent de la lumière comme des diodes pour le courant. Il faut tenir compte de la polarité de leurs signaux.
Étape 5 : Reconnaître la configuration série et parallèle
Enfin, voici la partie la plus simple : il faut savoir s'il s'agit d'une configuration en série ou en parallèle du schéma électrique. Si les composants sont reliés bout à bout, on parle de série. Dans le cas contraire, où les composants sont connectés entre deux points communs, on parle de circuit parallèle.
Comment lire et interpréter un schéma
Si vous êtes un amateur souhaitant construire des gadgets simples, il est presque essentiel d'apprendre à lire et à interpréter un schéma. Lire un schéma, c'est comme apprendre à lire une carte : si vous connaissez sa signification, vous pouvez vous y retrouver. Par exemple, un symbole spécifique est utilisé pour chaque composant : un zigzag pour les résistances, des lignes parallèles pour les condensateurs et des triangles pour les diodes. Il est essentiel de bien les connaître pour comprendre un schéma.
Vous devrez vous familiariser avec ces symboles, leur fonction et leur apparence. Vous devrez ensuite trouver la source d'alimentation. Elle sera étiquetée a+++ ou symbole de batterie, et vous tracerez ensuite les lignes (fils) jusqu'aux composants pour observer le flux de courant.
Recherchez ensuite des étiquettes comme R1R1R1 ou C1C1C1, qui vous indiquent les composants de résistance en ohms ou, pour les condensateurs, en farads. Une fois que vous connaissez la fonction de chaque élément du circuit, essayez de retracer le chemin parcouru par l'électricité. Ainsi, vous comprendrez et interpréterez facilement un schéma.
Comment concevoir un schéma de principe d'aspect professionnel
Beaucoup de gens ignorent la simplicité des étapes à suivre pour concevoir un schéma. Réaliser un schéma de qualité professionnelle n'est pas chose aisée. Mais une fois les étapes bien maîtrisées, vous serez autonome pour réaliser votre prochain schéma de câblage haute technologie. Si vous débutez, des logiciels de conception de schémas comme KiCad, Eagle, Altium, etc. Organisez ensuite le circuit sélectionné en blocs fonctionnels (entrée, traitement et sortie), de gauche à droite ou de haut en bas, pour indiquer la progression du signal ou de la puissance.
Ensuite, il vous suffit d'utiliser les symboles électriques habituels pour que tout le monde comprenne. Chaque composant doit se voir attribuer des identifiants uniques (par exemple, R1, C2, U3, etc.) et toutes les valeurs (résistance, capacité, le cas échéant, référence du circuit intégré) doivent être notées. Le respect de ces règles est le seul moyen de garantir que votre schéma fonctionnera, sera esthétique et compréhensible.
Conclusion
Les schémas constituent un modèle pour l'assemblage, le dépannage et la collaboration. Ils illustrent de manière professionnelle la fonctionnalité et la structure d'un circuit. En respectant les normes industrielles, en organisant les composants de manière rationnelle et en mettant en valeur la clarté, ils garantissent que vos schémas sont non seulement utiles, mais aussi agréables à l'œil.
