Comment se préparer au test ASVAB d’information électronique
Informations générales
La section d’information électronique du test ASVAB couvre divers éléments, allant de questions concernant les fils et les jauges à des questions concernant les fonctions électriques de base. Pour étudier cette partie du test, étudiez les informations électroniques de base telles que le fonctionnement des fils, la fonction des différents courants et conducteurs électriques, et la loi d’Ohm. Apprenez plus d’informations sur chacun de ces domaines ci-dessous.
Une partie importante de l’ASVAB contient des questions sur le vocabulaire, testant la capacité des étudiants à reconnaître des mots de vocabulaire électrique simples. Lorsque vous étudiez les concepts de l’ASVAB, concentrez-vous sur les définitions de base des mots et des concepts électriques, y compris les concepts susmentionnés et les mots spécifiques aux appareils, tels que la tension et la fréquence. Lors de l’étude de la partie vocabulaire, concentrez-vous sur l’essentiel des définitions des concepts pour reconnaître la signification d’un certain mot ou d’une certaine phrase.
Théorie du flux d’électrons
La théorie du flux d’électrons décrit le comportement des électrons lorsqu’ils se déplacent dans un conducteur. Dans un circuit, les électrons chargés négativement circulent de la borne négative (ou anode) vers la borne positive (ou cathode). Les électrons circulent de cette manière en réponse aux forces d’attraction et de répulsion entre les particules chargées.
Atomes, protons, neutrons, électrons et coque de valence
Toute la matière est constituée de particules plus petites appelées atomes. Les atomes présentent des propriétés différentes en fonction de leur composition. Ils sont composés de plus petites particules appelées protons, électrons et neutrons. Un seul proton constitue l’élément connu sous le nom d’hydrogène. L’ajout d’un autre proton donne un nouvel élément connu sous le nom d’hélium. Si au contraire il y a un nombre différent de neutrons à l’intérieur du noyau (les protons et les neutrons d’un atome), on parle alors d’isotope.
Les trois particules à l’intérieur du noyau diffèrent de façon intéressante : les protons et les électrons sont de charge opposée, et les neutrons ne possèdent pas de charge ; les protons et les neutrons sont de taille similaire et constituent une grande majorité de la densité de l’atome.
Les électrons sont beaucoup plus petits que les protons et les neutrons et existent autour du noyau à l’intérieur d’orbitales d’énergie. Ces orbitales d’énergie entourent le noyau en fonction du nombre d’électrons et de leur distance par rapport au noyau atomique. Ces électrons les plus éloignés du noyau sont les plus réactifs.
Conducteur, semi-conducteur et isolant
La conductivité mesure la facilité avec laquelle les électrons peuvent circuler dans un matériau. Les métaux sont de bons conducteurs car les électrons y circulent facilement sans grande résistance. Les matériaux présentant une très faible conductivité sont appelés isolants. Les isolants possèdent une résistivité élevée.
Les semi-conducteurs ont des conductivités qui se situent entre celles des conducteurs et des isolants. Contrairement aux conducteurs, qui connaissent une résistance accrue lorsqu’ils sont chauffés, les semi-conducteurs augmentent leur conductivité lorsqu’ils sont chauffés.
Courant
Le courant est la vitesse à laquelle les charges circulent dans une portion de conducteur dans un circuit électrique. Il est mesuré en Coulombs par seconde, ou en Ampères. Le courant, la tension et la résistance sont reliés entre eux par la loi d’Ohm :
\
où I est le courant, V la tension et R la résistance.
Tension
La tension est la différence de potentiel électrique entre deux points chargés dans un champ électrique. Comme il s’agit d’une différence de potentiel, la tension n’a de sens que si l’on considère un point par rapport à un autre. Elle est mesurée en volts.
La tension est également appelée force électromotrice, car c’est la force responsable de l’entraînement du courant dans un circuit. Elle peut être assimilée à une différence de pression car il y a une plus grande concentration de charge en un point qu’en un autre. Cette différence de concentration de charge se traduit par une tension.
Résistance
La résistance est une propriété inhérente aux matériaux qui entrave le passage du courant dans un conducteur. La résistance et la conductance sont inversement liées ; un matériau très conducteur a peu de résistance, et un matériau très résistant a peu de conductance. La résistance se mesure en Ohms.
La résistance des matériaux varie en fonction de la facilité (ou de la difficulté) avec laquelle les électrons de l’atome du matériau peuvent être déplacés. La résistance est également liée à la surface de la section transversale et à la longueur du matériau utilisé ; plus la surface est grande, plus la résistance est faible, et plus le conducteur est long, plus la résistance est grande.
Quantitativement, la résistance peut être représentée comme:
\(R = ⍴ \cdot \frac{L}{A}\), où ⍴ représente la résistivité du matériau conducteur, L est la longueur, et A est la surface de la section transversale.
Circuits
Une source de tension, telle qu’une batterie, avec des matériaux conducteurs, tels que des fils isolés, attachés à et reliant les deux bornes forme un circuit. Ce circuit ne ferait bien sûr rien d’autre que chauffer les fils conducteurs.
Attacher une charge, comme une résistance ou une ampoule, aux fils permet au courant d’effectuer un travail. Ces charges peuvent être connectées au circuit en série, en parallèle ou en série-parallèle.
Circuits fermés et ouverts
Un circuit fermé est un circuit dans lequel tous les composants du circuit sont connectés par des fils conducteurs les uns aux autres et à une source de tension. Si l’une de ces connexions est rompue, le circuit est dit ouvert et ne fonctionnera pas correctement. Un circuit fermé peut fonctionner ; un circuit ouvert ne peut pas.
La charge
Une charge est tout composant qui draine l’énergie d’un circuit. Les ampoules électriques, les réfrigérateurs et les ordinateurs agissent tous comme des charges lorsqu’ils font partie d’un circuit fermé. Les charges ne font que dissiper l’énergie d’un circuit ; elles ne génèrent pas d’énergie.
Circuit en série
Dans un circuit en série, tous les composants du circuit sont connectés les uns après les autres. Le courant qui circule dans un circuit en série passe par chaque composant en série. Il n’y a qu’un seul chemin que le courant emprunte dans le circuit.
La tension totale et la résistance totale dans un circuit en série sont respectivement la somme des chutes de tension aux bornes de chaque composant et la somme des résistances dans le circuit. La somme de chaque résistance dans le circuit est appelée la résistance équivalente, ou \(R_eq\), et parce qu’il n’y a qu’un seul courant dans le circuit, c’est la \(R_eq\) qui est utilisée dans les calculs de la loi d’Ohm pour les circuits en série.
Les circuits en série ont le même courant qui traverse chaque composant du circuit.
Circuit parallèle
Un circuit parallèle contient plus d’un chemin pour le passage du courant. Dans les cas où il y a différents composants le long de ces chemins séparés, l’intensité du courant varie. La chute de tension à travers chaque branche, cependant, est la même.
La résistance équivalente dans un circuit parallèle est égale à :
\
où \(R_eq\) est la résistance équivalente, \(R_1\) est la première résistance, \(R_2\) est la deuxième résistance, etc.
Contrairement à un circuit en série, dans un circuit en parallèle, si une branche est déconnectée du circuit, le courant continuera à passer dans les branches restantes.
Puissance électrique
La puissance électrique est une mesure quantitative de la quantité de travail qui peut être effectuée par un circuit par unité de temps. Les formules qui peuvent être utilisées pour calculer la puissance électrique générée ou dissipée sont :
\\\\\
où P est la puissance, V est la tension, R est la résistance, et I est le courant.
Dans un circuit, la puissance est générée par une source de tension, et elle est dissipée par les charges.
Unités de mesure électrique :
Ohms-mesure la résistance. Ohm = Volt par Amp
Amperes-mesure le courant. Ampère = Coulomb par seconde
Volts-mesurent la tension. Volt = (Newton x mètre) par Coulomb
Watts-mesure la puissance. Watt = Joule par seconde
Préfixes métriques – nano- est \(1 \cdot 10^{-9}\), micro- est \(1 \cdot 10^{-6}\), milli- est \(1 \cdot 10^{-3}\), centi- est égal à \(1 \cdot 10^{-2}\), kilo- est égal à \(1 \cdot 10^3\) et méga- est égal à \(1 \cdot 10^6\), et giga- est égal à \(1 \cdot 10^9\)