Les symboles de circuit sont fréquemment utilisés dans les schémas de circuits électriques et électroniques, qui illustrent les connexions d'un circuit. Les symboles de circuit sont des éléments de base pour la construction et la conception de tout circuit électrique ou électronique. La représentation graphique des différents composants électriques d'un circuit ou d'un schéma électrique est appelée symbole électrique. Un schéma de circuit est composé de nombreux symboles tels que des résistances, des condensateurs, des inductances, des transistors, des diodes, des batteries, des interrupteurs, etc. Chaque symbole de circuit possède ses propres caractéristiques et sa propre valeur. 

Cet article vous aidera à lire, apprendre et comprendre les symboles de circuits les plus fréquemment utilisés pour analyser et concevoir des schémas de circuits.

2. Symboles électriques courants dans les schémas

i. Symboles du circuit d'alimentation électrique

Batterie:

Une batterie est un composant électrique qui fournit une différence de potentiel électrique constante (tension fixe) à ses bornes. Une batterie est composée de cellules électrochimiques capables de convertir facilement l'énergie chimique en énergie électrique. Elle est au cœur d'un circuit. Les batteries se composent de trois éléments principaux : l'électrolyte, la cathode et l'anode.

Source de tension continue

Dans tout système électrique, il existe deux catégories de sources électriques : les sources de tension continue et alternative. La tension continue (DC) désigne une source de tension à polarité constante fournissant un courant continu (CC). Généralement, la tension continue est fournie par des batteries. Cependant, il est parfois possible d'utiliser des piles à combustible et des cellules solaires pour le même usage.

Source de tension CA

Une source de tension alternative (CA) désigne une source de courant alternatif. L'intensité de la tension alternative fluctue et la puissance ne reste pas toujours constante. Les fluctuations de tension ou de puissance sont causées par les appareils électriques connectés à une source de tension alternative. Le symbole d'une source de tension alternative sur un schéma de circuit est le suivant.

Sol:

La mise à la terre des circuits électriques protège vos appareils et circuits électroniques contre les courts-circuits, les défauts et les surcharges électriques. Dans les schémas électriques, la mise à la terre fournit un chemin à faible résistance pour que les courants de défaut élevés puissent circuler vers la terre, protégeant ainsi votre système électrique ou vos équipements. Sans mise à la terre, le circuit ou le système électrique sera endommagé. Le symbole électrique courant de la terre est le suivant.

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ii. Symboles électriques passifs

Résistance:

Une résistance est un élément passif d'un circuit électrique qui régule le flux de courant dans tout circuit électrique ou électronique. Une résistance consomme de l'énergie. C'est pourquoi on la qualifie de composant électrique passif. Le symbole le plus courant d'une résistance dans un circuit est une ligne en zigzag, comme illustré ci-dessous.

 Condensateurs:

Les condensateurs sont des composants électriques passifs constitués de deux ou plusieurs plaques de matériau conducteur séparées par un matériau diélectrique (isolant). Dans les schémas électriques, un condensateur sert à stocker de l'énergie sous forme de charges électriques qui produisent une différence de potentiel entre ses plaques. Les condensateurs sont également largement utilisés dans la fabrication et l'assemblage de circuits imprimés. La capacité d'un condensateur est indiquée par la lettre L. Le symbole le plus courant pour un condensateur est :

Inductances:

Une inductance est un composant électrique passif à deux bornes qui résiste aux variations brusques de courant. On les appelle aussi selfs ou bobines. Une inductance stocke l'énergie sous forme de champ électromagnétique. Les inductances à montage en surface (SM) sont montées sur des pastilles en haut du circuit imprimé, tandis que les inductances à trou traversant (TH) sont placées sur le dessus du circuit imprimé, leurs fils étant alimentés par des trous traversants. Le symbole de base d'une inductance est le suivant :

iii. Interrupteurs, relais et transformateurs

Commutateurs:

Dans un schéma électrique, un interrupteur est un composant qui ouvre ou ferme un circuit. Ouvrir un circuit signifie le déconnecter du réseau électrique, tandis que le fermer signifie rétablir le courant et connecter le circuit à l'alimentation. Il existe de nombreux types d'interrupteurs, tels que les interrupteurs unipolaires unidirectionnels (SPST), unipolaires bidirectionnels, bipolaires unidirectionnels (DPST) et bipolaires bidirectionnels (DPDT).

Symbole du circuit des relais et des transformateurs :

Dans un système électrique, un transformateur est un dispositif passif qui transfère l'énergie électrique par induction électromagnétique. Sa fonction principale est d'élever ou d'abaisser la tension. Un transformateur peut être monophasé ou triphasé. Il est représenté dans un circuit électrique ou un système électrique par :

Relais Dans les circuits électriques, les interrupteurs ouvrent ou ferment les circuits de manière électronique ou électromécanique. Un relais fonctionne automatiquement lorsqu'il reçoit des signaux externes. Les relais sont couramment utilisés dans les systèmes d'automatisation industrielle, les appareils électroménagers, les systèmes CVC, etc. Un symbole courant utilisé pour un relais dans un schéma de circuit est :

3. Symboles courants des circuits électroniques  

i. Diodes et transistors (symboles électroniques actifs)

Diode, diode Zener, LED :

Une diode Il s'agit d'un dispositif électronique semi-conducteur à deux bornes qui agit comme un interrupteur unidirectionnel. Il est généralement constitué de silicium et ne laisse passer le courant que dans un seul sens. Lorsqu'une diode est utilisée comme redresseur, elle convertit la tension alternative en tension continue. Le symbole courant d'une diode est le suivant :

Une diode Zener Il s'agit d'un type particulier de diode qui laisse passer le courant en sens inverse lorsqu'une tension donnée (tension de seuil) est dépassée. Le processus de conduction inverse du courant d'une diode Zener est appelé effet Zener. Le symbole de la diode Zener est le suivant :

Une diode électroluminescente (LED)) est également un dispositif semi-conducteur qui émet de la lumière lorsqu'il est traversé par un courant. Ce processus de LED est appelé électroluminescence. Elles sont utilisées dans de nombreuses applications.

Transistor à jonction bipolaire (BJT):

Un transistor à jonction bipolaire (BJT) est un dispositif semi-conducteur à semi-conducteurs commandé en courant. Il est constitué de deux jonctions PN reliant les trois bornes : émetteur, base et collecteur. La disposition de ces trois couches distingue les deux principaux types de BJT : NPN et PNP.

Le Transistor NPN est constitué de deux semi-conducteurs de type n séparés par une fine couche de type p.

Si transistors PNP se composent de deux semi-conducteurs de type p séparés par une fine couche de type n.

MOSFET :

Le transistor à effet de champ métal-oxyde-semi-conducteur (MOS) est un transistor à effet de champ à structure MOS. Il s'agit d'un dispositif à trois bornes : grille (G), source (S) et drain (D). Il est principalement utilisé comme interrupteur, dispositif à courant contrôlé en tension ou amplificateur. Il existe deux principaux types de MOSFET : à canal N et à canal P.

ii. Circuits intégrés et microcontrôleurs

Amplificateur opérationnel (Op-Amp) :

Un amplificateur opérationnel est un circuit intégré capable d'amplifier les signaux faibles ou les différences de tension entre deux entrées. Il amplifie les signaux continus et alternatifs.

Des portes logiques:

Une porte logique permet d'effectuer des opérations logiques en lui fournissant une entrée et une sortie 0 ou 1 selon le type de porte et l'entrée fournie. Le fonctionnement des portes logiques est basé sur les mathématiques ou l'algèbre booléenne. Voici quelques-uns des principaux symboles des circuits de portes logiques.

Microcontrôleurs :

Un microcontrôleur est un circuit intégré (CI) monobloc possédant les caractéristiques d'une unité centrale de traitement (UC) et pouvant fonctionner avec des processeurs de 4 à 32 ou 64 bits. Les microcontrôleurs sont utilisés dans les systèmes de contrôle industriel, l'électronique, les objets connectés, etc.

4. Comment lire et comprendre les symboles et les schémas de circuits

Comprendre les symboles des circuits est essentiel pour représenter les schémas électriques et électroniques. Ces symboles aident les ingénieurs électriciens, les concepteurs de circuits imprimés, les fabricants d'appareils électroniques et les techniciens à analyser et concevoir facilement des circuits. Voici comment comprendre les symboles et schémas de circuits :

1. Identifiez la source d’alimentation qui peut être CA ou CC.
2. Identifier le flux de courant, c'est-à-dire les bornes positives et négatives du circuit.
3. Recherchez les composants de base du circuit, c'est-à-dire les résistances, les condensateurs et les inducteurs.
4. Comprendre la connexion du circuit, qui peut être en série ou en parallèle.
5. Recherchez les valeurs des composants, par exemple, une résistance de 10 kΩ, un condensateur de 100 µF, 50 µH, etc.
6. Identifiez les signaux de contrôle, les chemins de rétroaction ou le flux de données dans le schéma de circuit.

6. Comment utiliser les symboles de circuit dans des projets réels

Vous pouvez utiliser les symboles de circuit dans votre projet réel en expliquant le schéma et en identifiant les composants. Assemblez ensuite les composants selon leurs valeurs et spécifications. Construisez, analysez et testez votre circuit électrique ou électronique sur une maquette en utilisant les connexions des fils du circuit.

Une fois vérifié, utilisez un logiciel de conception de circuits imprimés pour convertir votre circuit en circuit imprimé, en garantissant le routage et le placement corrects des composants. Pour votre projet de circuit imprimé professionnel, Wonderful PCB peut vous aider à convertir vos schémas en un circuit imprimé de haute qualité.

Conclusion

Les symboles de circuit sont importants pour comprendre, concevoir et dépanner les schémas de circuits. Ils aident les ingénieurs électriciens. Concepteurs de PCBet les fabricants d'électronique pour analyser le comportement des circuits et concevoir le système d'alimentation électrique ou l'appareil électronique. Comprendre les symboles des circuits vous permettra d'exploiter et de gérer efficacement vos systèmes électriques et électroniques. Wonderful PCB suggérera les symboles de circuits précis pour votre projet électronique et la conception de votre circuit imprimé.