Électronique 1 : exercices et sujets d’examen

Diodes, transistors bipolaires, montages à amplificateur opérationnel et circuits RC : le premier cours d’électronique après l’analyse des circuits.

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Pack de révision (PDF)Formulaires, étapes de méthode et exercices avec corrigés complets, prêts à imprimer.

Thèmes de ce cours

  1. Diodes et transistorscircuits à diodes · point de fonctionnement du transistor bipolaire · transistor bipolaire en commutationcalculs
  2. Circuits à ampli opamplificateur inverseur · amplificateur non inverseur · amplificateur sommateurcalculs
  3. Transitoires RC et RLcharge d’un circuit RC · circuit RL · condensateur préchargécalculs
  4. Résistances en série et en parallèle3 résistances · 4 résistances · échelle de 6 résistancescalculs
  5. Convertisseurs continu-continurapports de conversion idéaux · ondulation et courants dans l’inductance · ondulation de sortie et limite de conduction continuecalculs
  6. Pont de Wheatstone et jauges de contrainteéquilibre et tensions aux nœuds · ponts déséquilibrés · jauges de contrainte et cellules de chargecalculs
  7. Logique numérique : portes, tableaux de Karnaugh et basculesportes, tables de vérité et retards · algèbre de Boole, tableaux de Karnaugh et multiplexeurs · états indifférents, bascules et compteurscalculs

Conseils pour l’examen de Électronique 1

  • Supposez un état (diode passante ou bloquée, transistor en régime actif ou saturé), résolvez, puis vérifiez l’hypothèse.
  • Avec un amplificateur opérationnel idéal et une contre-réaction, les deux entrées sont au même potentiel.
  • Prenez V_BE = 0.7 V pour les transistors au silicium, sauf indication contraire de l’énoncé.

Exemples corrigés

Diodes et transistorsFacile
+−18 V470 Ω3,3 VIR​ = ?

Une diode Zener de 3,3 V est alimentée sous 18 V à travers une résistance de 470 Ω, sans charge connectée. Trouvez le courant IR dans la résistance.

Vin = 18 VVZ = 3,3 VR = 470 Ω

Calculer IR (mA)

Afficher les indices
  1. La Zener maintient la sortie à VZ.
  2. VR = 18 − 3,3 = 14,7 V.
  3. I = V/R.
Afficher la réponse et la solution pas à pas

Régulateur Zener : une diode Zener polarisée en inverse maintient sa tension VZ tant que son courant reste supérieur à un minimum IZ,min. La résistance série R absorbe la différence entre l’entrée et la sortie : IR = (Vin − VZ)/R. Ce courant se répartit entre la charge, IL = VZ/RL, et la Zener : IZ = IR − IL. Dimensionnez pour les pires cas : l’entrée la plus basse avec la plus forte charge doit encore laisser IZ,min, et l’entrée la plus haute sans charge donne la plus grande puissance dans la Zener PZ = VZ·IZ.

Tension aux bornes de la résistance

VR = 18 − 3,3 = 14,7 V

Courant

IR = 14,7/470 = 31,28 mA

Réponse

IR = 31,28 mA
Circuits à ampli opMoyen
−+Vout​Rf​ = 47 kΩR1​ = 1 kΩVin​

L’ampli op est idéal et alimenté en ±15 V ; sa sortie sature à ±12 V. L’amplificateur non inverseur est attaqué par un signal sinusoïdal. Trouvez la plus grande amplitude d’entrée Vin,max (valeur de crête) pour laquelle la sortie n’est pas écrêtée.

R1 = 1 kΩRf = 47 kΩVsat = ±12 V

Calculer Vin,max (V)

Afficher les indices
  1. Pour un amplificateur non inverseur, le gain vaut 1 + Rf/R₁.
  2. La crête de sortie |gain|·Vin doit rester inférieure à Vsat.
  3. |Av| = 48.
Afficher la réponse et la solution pas à pas

Règles de l’ampli op idéal : avec une contre-réaction, l’ampli op règle sa sortie pour que ses deux entrées soient au même potentiel (V₋ = V₊), et aucun courant n’entre dans les entrées. La loi des nœuds à l’entrée inverseuse avec ces deux faits donne la sortie.

Gain

Av = 1 + Rf/R1 = 1 + 47/1 = 48

Plus grande entrée avant écrêtage

Vin,max = Vsat/|Av| = 12/48 = 0,25 V

Réponse

Vin,max = 0,25 V

Comment fonctionne l’entraînement

  • « S’entraîner sur ce cours » mélange des exercices de tous ses thèmes, comme un vrai examen.
  • Chaque exercice a de nouvelles valeurs : vous apprenez la méthode, pas une réponse.
  • Bloqué ? Ouvrez d’abord un petit indice, et l’explication complète seulement si vous en avez besoin.
  • Les examens blancs sont chronométrés et sans indices ; vous obtenez votre score et une correction complète à la fin.

Calculatrices pour ce cours

Calculatrice de résistances en série et en parallèleCalculatrice de pont diviseur de tensionCalculatrice de constante de temps RCCalculatrice de gain d’amplificateur opérationnelCalculatrice de résistance pour LEDCalculatrice du timer 555 (astable et monostable)Calculatrice de loi d’Ohm (tension, courant, résistance et puissance)Calculatrice de code couleur des résistances (4, 5 et 6 bagues)Calculatrice de condensateurs (série, parallèle, charge et énergie)

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