NOMBRES – Curiosités, Théorie et Usages Accueil DicoNombre Rubriques Nouveautés Édition du: 30/06/2022 Orientation générale  DicoMot Math Atlas Actualités M'écrire Barre de recherche DicoCulture Index alphabétique Références Brèves de Maths
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	Sommaire de cette page >>> Effet Edison >>> Explication de l'effet Edison >>> Polarisation >>> Diode >>> Principe de la détection radio >>> LED

Tube DIODE

Le tube DIODE a été inventé en 1904 par Ambrose Fleming. Auparavant Thomas Edison avait noté un étrange phénomène: ses ampoules noircissaient et mouraient rapidement. Un petit courant en était la cause. C'est l'effet Edison … et la base du fonctionnement des diodes.

La valve de Fleming

Fleming s'est inspiré de la lampe d'Edison pour inventer sa diode. Il travaillait en étroite collaboration avec Guglielmo Marconi, l'inventeur de la radio. Il s'agit d'un tube à vide scellé contenant deux électrodes métalliques et une plaque de métal placée face à un filament chauffé. La diode oblige le courant électrique à ne circuler que dans un seul sens. Elle permet ainsi de redresser un courant alternatif. Elle peut également servir à détecter les ondes radio.

Source: Larousse des inventions et découvertes de 1900 à nos jours

EFFET EDISON
Une ampoule où règne un vide aussi parfait que possible. Un filament chauffé sous l'effet du courant électrique d'une batterie. Une plaque sur laquelle on observe le passage du courant au moyen d'un galvanomètre*. On observe effectivement le passage d'un courant dont l'intensité dépend de la température et de la distance filament-plaque.

* Un galvanomètre mesure l'intensité de courants faibles

EXPLICATION de l'effet Edison

Lorsqu'on élève la température d'un métal, les électrons s'agitent. Pour une température suffisante, l'agitation est telle que des électrons sont éjectés du filament. Mais là, plusieurs effets se conjuguent Les électrons partis (charge -) laissent libres des trous ou plus exactement des atomes, neutre normalement, mais privés d'électrons donc de charges positives (charges +). Or le plus attirent le moins! les charges de signes opposés s'attirent (comme les pôles opposés d'un aimant). Les électrons (-) fugitifs sont attirés par les atomes "troués" (+). Tout se passe comme si, les électrons éjectés étaient lancés en l'air et retombaient sur le sol (analogie avec la pesanteur pour imager le phénomène, mais les forces en présence ne sont pas du tout identiques). De plus, les électrons déjà dans la nature se comportent comme des repoussoirs pour les nouveaux qui s'envoient en l'air. Au total, un certain équilibre se réalise: un nuage d'électron s'établit autour du filament, de moins en moins dense avec l'éloignement, et la plaque en ramasse quelques uns. Ce qui explique la présence d'un courant dans la plaque, mais extrêmement faible.

Polarisation
Pour exploiter l'effet Edison, l'idée est assez simple! Et si on attirait les électrons un peu plus loin grâce à une charge positive bien placée. Il suffit de mettre une tension positive (+) sur la plaque, on dit applique une polarisation positive sur la plaque. Celle-ci aurait un effet d'aimant sur les électrons (-). Le nuage se déplacera vers cette plaque et engendrera un courant plus faible. Notez à ce stade que, une polarisation négative ne ferait que renforcer le caractère casanier du nuage au plus près du filament.
Voici le montage => Une batterie applique une tension positive sur la plaque. Le galvanomètre montre que le courant passe. Il est d'autant plus important que la tension de la batterie est grande. Lorsque la tension dépasse un seuil, le courant se stabilise à une certaine intensité, dite intensité de saturation. Alors, tous les électrons émis par la cathode sont absorbés par l'anode. Mnémotechnique: le moins est la cathode car MOKA. Voir Cathode

DIODE

En général, mais ce n'est pas obligatoire, le filament est séparé de la cathode. Si l'on fait varier la tension alternativement du positif au négatif, la diode réagit en donnant un courant que pour les tensions positives et rien pour les négatives. Seules les alternances positives se retrouvent en sortie du circuit. Diode: dispositif électronique qui ne permet la circulation du courant que dans un seul sens. Ainsi un courant alternatif à l'entrée, se retrouvera que sur une seule alternance en sortie. Avec une diode, on peut transformer un courant alternatif en courant continu. Un condensateur* dans le circuit permet de lisser les bosses et remplir les trous des alternances. Le signal obtenu est majoritairement positif même s'il subsiste une ondulation résiduelle. Avec une diode, il est possible de détecter un signal radio à la réception. En fait, la galène (sorte de semi-conducteur au sulfure de plomb) sera d'abord utilisée, puis le tube diode et finalement détrôner par les semi-conducteurs.

* Un condensateur agit comme un bassin de rétention:

Il emmagasine du courant lorsqu'il y en a, et le restitue en cas de disette.

Principe de la détection radio

Le signal audio est celui capté par les microphones. Pour voyager dans l'espace à longue distance, il doit être emporté par un signal hertzien à très haute fréquence; seul capable de s'échapper de l'antenne et à s'élancer dans l'espace. À la réception, l'antenne capte le signal hertzien (signal radio). Nous devons "déballer" ce signal et récupérer (détecter) le signal audio qu'il contient. Émission Réception Après détection et moyennant amplification, le signal audio est prêt pour attaquer les haut-parleurs. Pour les curieux: le signal haute-fréquence a été modulé en amplitude (AM). Aujourd'hui, comme vous le savez, on lui préfère la modulation de fréquence (FM). L'amplitude du signal haute fréquence est conservée. Ce sont de légères différences de fréquence autour de la fréquence de base (porteuse) qui témoigne du signal audio. Évidemment le système de modulation-démodulation est différent de celui exposé ci-dessus.

Voir suite en Radio – Diaporama de découverte Junior

Nearly fifty years ago Edison made a discovery now recognized as the most epochal in all his eventful career. Working on his incandescent lamp, he found a faint stream of electricity from the hot filament, flowing across the vacuum. (…) For a generation, the famous 'Edison effect' remained a mere scientific curiosity. Finally, Fleming in England and De Forest in America harnessed this feeble electron action and put it to work – Fleming in his rectifying valve; De Forest in his revolutionizing three-electrode tube whose 'grid' control opened up new worlds of possibilities in communication.

Extrait du premier numéro de la revue Electronics (1930),

cité par Jean Baudet, page 339.

Ce texte présente, bien évidemment, un intérêt historique, mais j'ai choisi de le présenter car j'y retrouve l'anglais typique que j'ai entendu aux États-Unis.

Voir Pensées & humour

Diodes électroluminescentes
LED (Light-emitting diode): diode électroluminescente. Révolution technologique pour l'éclairage. Suite >>> OLED: diode électroluminescente organique. Performances telles que tous les téléviseurs devraient en être équipés à partir de fin 2015. Suite >>>

Suite	Diodes électroluminescentes, éclairage LED, alimentation et consommation Tube triode Montage de résistances Démodulation
Voir	Anode et cathode Électronique - Bases Sciences – Index Histoire de l'électronique Découvertes Junior – Index
Livres	Composants électroniques – Aide-mémoire – Pierre Mayé – Dunod / Usine Nouvelle – 2015 (Ed. 5) Électronique pratique – J.-M. Fouchet et A. Perez-Mas – Dunod – 1999 - Un très grand classique, très pédagogique Théorie et pratique de la radioélectricité – Lucien Chrétien – Chiron – 1960 – C'est avec ce livre que j'ai fait mes premiers pas en électronique. Une brève histoire de l'électronique – Henri Lilen – Vuibert – 2004 De la machine au système – Histoire des techniques depuis 1800 – Jean Baudet – Vuibert – 2004 Magnifique, complet. Tout étudiant scientifique devrait l'avoir lu.
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