Courant, puissance et limites des composants

Le courant nécessite un chemin fermé

Le courant est le débit de charge traversant une section : $I=\Delta Q/\Delta t$. Un ampère correspond à un coulomb par seconde. Le courant conventionnel pointe dans le sens de déplacement d’une charge positive. Le mouvement des électrons dans un métal va dans l’autre sens ; les équations de circuit utilisent systématiquement le courant conventionnel.

Une source connectée à une seule borne de résistance n’établit pas de courant continu soutenu dans celle-ci. Un chemin de retour complet est nécessaire. Le même courant traverse tous les éléments d’un chemin série lorsqu’aucune branche ne s’en détache. La tension se mesure aux bornes d’un élément ; le courant dans une branche. Un ampèremètre doit être inséré en série. Placer directement un appareil en entrée courant aux bornes d’une alimentation crée une branche involontaire de faible résistance.

Bilan énergétique

Avec un courant entrant par la borne de tension positive, la puissance absorbée est $P=VI$. Une résistance dissipe $I^2R=V^2/R$. Supposons que 5 V soient appliqués à 1 kΩ. Le courant vaut 5 mA et la puissance 25 mW. Une puissance nominale hypothétique de 0.125 W dépasse cette dissipation calculée, mais la puissance réellement admissible dépend de la température et de la courbe de déclassement du fabricant. Une simple inscription ne constitue pas une conception thermique.

Réduisez maintenant la résistance à 100 Ω. Le courant passe à 50 mA et la puissance à 250 mW. La tension reste identique tandis que la dissipation est multipliée par dix. Choisir une résistance plus faible peut résoudre un effet de charge au prix de courant, de chaleur et d’autonomie. Une source fournissant de la puissance a une puissance absorbée négative selon la même convention de signe ; cela fait de la somme totale des puissances une vérification utile.

Un relevé pratique

Créez un tableau contenant tension, résistance, courant, dissipation calculée et limite de puissance explicite. Notez les nombres qui sont des hypothèses. Pour un rail de 3.3 V et 330 Ω, le courant idéal vaut 10 mA et la puissance de résistance 33 mW. Un courant mesuré nettement supérieur à cette prévision suggère une résistance différente, un chemin parallèle supplémentaire ou un mauvais réglage de l’alimentation. Ne masquez pas un écart en changeant les unités jusqu’à ce que le nombre paraisse plausible.