Outil de représentation de circuits électroniques

SOMMAIRE :

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Présentation de l’outil

L’outil Circuit permet de représenter des schémas de circuits électroniques impliquant des composants triviaux, comme la pile, la lampe ou les appareils de mesure de courant et de tension. Cet outil peut se révéler très intéressant au collège, où le domaine de l’électronique est découvert. (plus précisément en classe de troisième. C’est à ce niveau scolaire que les élèves étudient les bases de l’électricité et du circuit électrique, ce qui inclut le courant électrique et ses différentes formes).

utilitaire circuit electrique sur UBM

Pour lancer l’outil, appuyer sur Outils → Palette d’outils → Circuit.

circuit éléctrique

On va rapidement se rendre compte que l’outil est ouvert dans une autre fenêtre que le tableau blanc d’uboardmate CC ; et que  la sauvegarde des circuits  n’est pas disponible : cela apporte une limite à l’outil, qui ne pourra être qu’utilisé « a la volée »

Une fenêtre s’ouvre :

Les deux modes permettent tous deux de construire un circuit électronique.

 

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Descriptif des composants à disposition

2.1. Mode intro

Il permet de construire des circuits avec des options de base :

Les voici:

Il est possible de mesurer l’intensité du courant traversant un dipôle et la tension à ses bornes grâce aux appareils de mesure. De plus, il est également possible de  visualiser la circulation du courant et celle des électrons dans le circuit :
Avec les électrons :
Avec le courant :
De plus, il est possible d’avoir une visualisation réelle des composants avec ceci :

2.2. Mode labo

Le mode Labo contient toutes les fonctionnalités du mode Intro, avec des composants et des paramètres en plus. Les composants ajoutés ont des réglages permettant d’atteindre des valeurs de résistance et de tension plus élevées.

De plus, il est possible de régler la résistivité des fils et des piles pour les besoins de la simulation:

 

 

Avec les électrons :

 

Classique :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hormis les composants électroniques, des objets de la vie quotidienne sont disponibles :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ils permettent de présenter comment ils se comportent lorsqu’ils sont traversés par un courant électrique, et comment ce dernier se comporte lorsqu’il les traverse.

La quantité de composants est toutefois limitée, et les fonctionnalités le sont aussi.

Par exemple, il n’est pas possible d’obtenir une courbe de simulation pour observer la caractéristique du courant en fonction de la tension pour une tension observée dans le circuit. Cela peut être un frein à la compréhension du fonctionnement de certaines lois d’électrocinétique.

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Exemples de circuits électroniques

L’outil peut permettre de simuler les schémas électroniques suivants pour en déduire les valeurs de tensions et courants mesurés dans les voltmètres et ampèremètres.

Voici deux schémas classiques de niveau collège. Ici, on cherche à déterminer V1, V2 et V3, ainsi que le courant qui circule dans le circuit.

En utilisant la méthode classique, il faudrait utiliser les lois de Kirchoff, en particulier la loi des mailles et la loi d’Ohm.

L’outil Circuit permet de retrouver toutes ces valeurs de manière simple.

Nous allons utiliser le mode labo.

Le premier circuit est le suivant:

Le courant traversant le circuit vaut donc 0.002 A, et les tensions V1, V2 et V3 valent 1,67 V.

Le deuxième:

Le courant traversant chacune des ampoules vaut 0.006 A et les tensions V1, V2 et V3 valent 5 V.

Ainsi, l’outil permet de démontrer très simplement comment retrouver des valeurs de tension et de courant.

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Conclusion

Bien qu’il ne permet pas de faire ce que font d’autres logiciels de simulation de circuit électronique (comme Pspice), l’outil Circuit reste plus simple d’utilisation et d’accès que ces derniers.

On peut l’utiliser pour préparer des travaux pratiques, grâce à sa représentation fidèle des objets de laboratoires.

De plus, il permet au professeur d’enrichir sa présentation en apportant une simulation soutenant l’expérimentation en salle de travaux pratiques.

Enfin, il permet aux élèves curieux de comprendre comment fonctionnent les circuits électroniques de base et de corriger par eux-mêmes leurs exercices.

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