Fiche de révision : Électricité et transmissions numériques

📋 Plan du Cours

1. Lois des nœuds et des mailles
2. Résistor et loi d’Ohm
3. Associations de résistances
4. Générateurs et modèle de Thévenin
5. Batteries, puissance et énergie
6. Débit binaire et transmission
7. Trame série UART
8. Codage ASCII et contrôle de parité

📖 1. Lois des nœuds et des mailles

★ À maîtriser

• La loi des nœuds impose que la somme des intensités des courants qui arrivent à un nœud soit égale à la somme des intensités des courants qui en sortent, car aucune charge ne s’accumule dans le nœud.

• Le courant électrique se mesure avec un ampèremètre branché en série dans le circuit.

• La loi des mailles s’écrit en additionnant algébriquement les tensions orientées le long d’une maille.

Compléments

• Dans l’exemple du cours, la loi des nœuds donne $I_1+I_2=I_3+I_4$.

💡 Astuce mémo

Pas d’accumulation de charges au nœud → courants entrants = courants sortants

📖 2. Résistor et loi d’Ohm

🔑 Notions clés & Définitions

• Résistance électrique : caractérise la capacité d’un conducteur électrique à laisser passer le courant

📝 Points essentiels

📐 Formule — Pour un résistor, la loi d’Ohm est $U=R\times I$, avec U en volts, R en ohms et I en ampères.

📌 Un dipôle ohmique est passif parce que sa caractéristique passe par l’origine et linéaire parce que sa caractéristique est une droite.

💡 Astuce mémo

Résistor passif et linéaire : droite passant par l’origine

📖 3. Associations de résistances

★ À maîtriser

📐 Formule — La résistance équivalente de deux résistances en série vérifie $R=R_1+R_2$.

📐 Formule — La résistance équivalente de deux résistances en parallèle vérifie $R=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}$.

📐 Formule — Pour deux résistances en série soumises à la tension U, le diviseur de tension donne $U_1=U\frac{R_1}{R_1+R_2}$ et $U_2=U\frac{R_2}{R_1+R_2}$.

Compléments

📐 Formule — Dans deux résistances en parallèle, les courants vérifient $I_1=\frac{U}{R_1}$ et $I_2=\frac{U}{R_2}$.

💡 Astuce mémo

Série : les résistances s’additionnent ; parallèle : elles se combinent par produit sur somme

📖 4. Générateurs et modèle de Thévenin

🔑 Notions clés & Définitions

• Source idéale de tension : maintient une tension constante vérifiant $U=U_0$
• Modèle de Thévenin : vérifie $U=U_0-rI$, où U0 est la tension à vide et r la résistance interne

📝 Points essentiels

• Pour caractériser une pile, on fait varier la résistance de charge, on mesure plusieurs couples de valeurs de courant I et de tension U, puis on identifie U0 et r avec la relation du modèle de Thévenin.

💡 Astuce mémo

Source idéale : U reste U₀ ; pile réelle : U diminue avec I

📖 5. Batteries, puissance et énergie

★ À maîtriser

📐 Formule — La capacité d’une batterie vérifie $Q=I\times\Delta t$, avec Q en ampère-heure, I en ampères et Δt en heures.

📐 Formule — Avec la convention récepteur, la puissance reçue par un dipôle vérifie $P=U\times I$, avec P en watts, U en volts et I en ampères.

📐 Formule — Pour une puissance constante consommée pendant une durée Δt, l’énergie reçue vérifie $E=P\times\Delta t$, avec Δt en secondes et E en joules.

Compléments

• Un wattheure vaut $1\,Wh=3600\,J$.

💡 Astuce mémo

Courant plus élevé → autonomie plus faible ; puissance pendant une durée → énergie consommée

📖 6. Débit binaire et transmission

🔑 Notions clés & Définitions

• Débit binaire : le nombre de bits 0 ou 1 transmis par seconde entre l’émetteur et le récepteur, exprimé en bits par seconde, bits/s ou bps

★ À maîtriser

📐 Formule — Si Tb est la durée d’un bit et Δt la durée de transmission de n bits, alors $D=\frac{1}{T_b}=\frac{n}{\Delta t}$ et $\Delta t=nT_b$.

• Un bit vaut 0 ou 1, un quartet contient 4 bits et un octet contient 8 bits.

Compléments

• Les préfixes kilo, méga et giga correspondent respectivement à 10^3, 10^6 et 10^9.

💡 Astuce mémo

Bits → octets → durée → débit

📖 7. Trame série UART

🔑 Notions clés & Définitions

• Trame UART : Une trame UART asynchrone encapsule un mot de données avec un bit de start, 5 à 9 bits de données, 0 ou 1 bit de parité et 1 ou 2 bits de stop.

★ À maîtriser

📌 En UART, le niveau logique de repos et le bit de stop sont à 1, tandis que le bit de start est toujours à 0.

• 🔄 L’ordre de transmission d’une trame UART est:
  1. Repos
  2. Bit de start
  3. Données
  4. Bit de parité éventuel
  5. Bit(s) de stop
  6. Repos

Compléments

• Les bits de données UART sont envoyés du bit de poids faible LSB au bit de poids fort MSB.

💡 Astuce mémo

Repos → Start → données → parité → Stop

📖 8. Codage ASCII et contrôle de parité

🔑 Notions clés & Définitions

• Code ASCII : La norme ASCII codifie les caractères sur 7 bits, soit 128 possibilités, tandis que l’ASCII étendu utilise 8 bits, soit 256 possibilités.

📝 Points essentiels

📌 En parité paire, le bit ajouté rend pair le nombre total de bits à 1 parmi les données et le bit de parité.

📌 En parité impaire, le bit ajouté rend impair le nombre total de bits à 1 parmi les données et le bit de parité.

💡 Astuce mémo

Parité paire : nombre de 1 pair ; parité impaire : nombre de 1 impair

📊 Tableaux de synthèse

Paramètres d’une trame UART