QCM : Électronique analogique et numérique (36 questions)

Explication

L’électronique analogique traite des signaux continus, comme le son, l’image ou la température. Un fichier MP3, une photo numérique ou un nombre de visiteurs sont des exemples de signaux discrets associés à l’électronique numérique.

Explication

Une grandeur logique possède deux états, qui peuvent notamment correspondre à vrai et faux ou à allumée et éteinte. Les autres réponses décrivent respectivement une grandeur continue, une tension et un courant.

Explication

Le courant électrique correspond au débit de charges électriques dans un conducteur et se mesure en ampères. La différence de potentiels est la tension, tandis que le potentiel se définit par rapport à une référence.

Explication

La tension entre deux points est la différence de leurs potentiels électriques et s’exprime en volts. Le potentiel concerne un point par rapport à une référence, alors que le débit de charges correspond au courant.

Explication

La relation $u_{AB}=v_A-v_B$ donne ici $u_{AB}=12-5=7\ \mathrm{V}$. La valeur négative serait obtenue pour la tension dans l’ordre inverse, $u_{BA}$.

Explication

L’ampèremètre se branche en série afin d’être traversé par le courant à mesurer, tandis que le voltmètre se branche en dérivation aux bornes concernées. Inverser ces branchements ne respecte pas le mode de mesure de ces instruments.

Explication

Un dipôle est un système composé de deux bornes, chacune étant soumise à un potentiel et parcourue par un courant entrant ou sortant. Le nombre de bornes constitue ici la caractéristique déterminante.

Explication

En convention récepteur, le courant et la tension sont de sens opposés et une puissance positive correspond à une puissance reçue. L’idée d’une puissance fournie et de grandeurs de même sens relève de la convention générateur.

Explication

La puissance instantanée vérifie $p=ui$, donc $p=6\times2=12\ \mathrm{W}$. Le signe associé à cette puissance dépend de la convention choisie, mais la relation multiplicative reste inchangée.

Explication

Une source idéale de tension maintient sa tension indépendamment du courant, tandis qu’une source idéale de courant maintient son courant indépendamment de la tension. Les deux modèles imposent donc des grandeurs différentes.

Explication

Le régime continu correspond à une alimentation constante associée à des tensions et courants généralement constants. Le passage entre deux états permanents décrit plutôt le régime transitoire.

Explication

En régime continu, la bobine se comporte comme un fil tandis que le condensateur bloque le courant et se modélise par un circuit ouvert. L’association inverse correspond à une confusion fréquente entre ces deux composants.

Explication

Le régime transitoire désigne le passage entre deux régimes permanents et s’accompagne généralement de variations temporelles. Le régime permanent correspond, lui, à l’état atteint après cette évolution.

Explication

En régime sinusoïdal, l’alimentation est sinusoïdale et les tensions et courants partagent une même pulsation, tout en pouvant être déphasés. Les comportements constants ou les modèles de composants en régime continu relèvent d’un autre régime.

Explication

La loi des nœuds relie les courants arrivant à un point de connexion à ceux qui en repartent. La somme algébrique des tensions sur un parcours fermé relève de la loi des mailles.

Explication

La loi des mailles impose que la somme algébrique des tensions rencontrées le long d’un parcours fermé soit nulle. La conservation des courants en un point de connexion correspond à la loi des nœuds.

Explication

L’analyse commence par la description topologique et les orientations, puis utilise les lois du circuit et les relations des dipôles avant la résolution du système. Résoudre avant de définir les grandeurs ou négliger la topologie empêche de construire correctement les équations.

Explication

Les résistances montées en série s’additionnent, ce qui donne $R_{eq}=R_1+R_2$. Le produit divisé par la somme est une expression associée à deux résistances en parallèle, et non en série.

Explication

Le modèle de Thévenin associe une tension idéale et une résistance montées en série. Le modèle formé par une source de courant en parallèle avec une résistance est celui de Norton.

Explication

Le modèle de Norton remplace le circuit par une source idéale de courant placée en parallèle avec une résistance de Norton. Une source de tension en série avec une résistance correspond au modèle de Thévenin.

Explication

Dans un dipôle RC, la constante de temps est le produit de la résistance par la capacité, soit $\tau=RC$. L’expression $\frac{L}{R}$ correspond à la constante de temps d’un dipôle RL, et non RC.

Explication

Au début de la charge, le courant vaut $\frac{E}{R}$, puis il diminue jusqu’à zéro tandis que la tension du condensateur augmente vers $E$. Le courant ne reste donc pas constant pendant la charge.

Explication

Après environ cinq constantes de temps, l’évolution transitoire est suffisamment avancée pour considérer le condensateur comme chargé ou déchargé en pratique. Une seule constante de temps correspond encore à une phase transitoire importante.

Explication

Pour un dipôle RL, la constante de temps est le quotient de l’inductance par la résistance, $\tau=\frac{L}{R}$. Le produit $RC$ est l’expression associée à un dipôle RC.

Explication

La valeur efficace est définie par l’équivalence de puissance moyenne avec un signal continu dans une résistance, sur une même durée. L’écart maximal du signal correspond plutôt à son amplitude.

Explication

Pour une sinusoïde centrée, la valeur efficace est l’amplitude divisée par $\sqrt{2}$. L’amplitude décrit l’écart maximal, tandis que la valeur efficace mesure l’équivalence de puissance.

Explication

L’impédance complexe est le rapport de la tension complexe sur le courant complexe et s’écrit $Z=R+jX$. Dans cette expression, $R$ est la résistance et $X$ la réactance; l’écriture $R+X$ ne distingue pas les composantes réelle et imaginaire.

Explication

Pour une bobine parfaite, la tension est en quadrature avance sur le courant, tandis que pour un condensateur parfait, elle est en quadrature retard. La résistance est l’élément dont la tension et le courant sont en phase.

Explication

La résonance d’un circuit RLC série survient lorsque les effets inductif et capacitif se compensent à la pulsation propre du circuit LC. La résistance dissipe de l’énergie, mais sa disparition n’est pas la condition définissant la résonance.

Explication

À la résonance, les contributions inductive et capacitive se compensent, ce qui rend l’impédance minimale et met le courant en phase avec la tension. Une quadrature ou une opposition de phase ne décrit pas l’état résonant d’un RLC série.

Explication

La fonction de transfert relie les grandeurs complexes de sortie et d’entrée par le rapport $H=U_s/U_e$. Le gain ne désigne pas ce rapport complexe, mais son module, éventuellement exprimé en décibels.

Explication

Le gain est défini comme le module de la fonction de transfert et peut être converti en décibels. La phase correspond plutôt à l’argument de cette fonction complexe.

Explication

La relation du filtre RC est $\omega_c=1/(RC)$ ; ici, $RC=(2\times10^3)(5\times10^{-9})=10^{-5}\,\text{s}$, d’où $\omega_c=10^5\,\text{rad·s}^{-1}$. La valeur inverse de $RC$ est donc la pulsation recherchée, et non le produit lui-même.

Explication

La coupure à -3 dB correspond à un gain égal à $1/\sqrt{2}$ du gain maximal. Une réduction à $1/2$ correspondrait à une autre convention de rapport d’amplitudes et ne décrit pas cette coupure.

Explication

L’électronique numérique étudiée regroupe notamment la numérisation, l’arithmétique binaire, la simplification logique, les portes, les logigrammes et les circuits combinatoires de base. Les autres ensembles décrivent des domaines physiques qui ne correspondent pas à cette organisation.

Explication

Les bascules, compteurs et registres sont associés aux systèmes séquentiels, car leur fonctionnement peut dépendre d’un état mémorisé. Les additionneurs et comparateurs font partie des exemples de systèmes combinatoires cités.