Connectique électrique

En séance de Travaux Pratiques vous rencontrerez trois types de câble :

• des câbles d'alimentation pour relier les appareils au réseau électrique ;
• des cordons simples pour réaliser des circuits électriques ;
• des câbles coaxiaux.

Câble d 'alimentation

Dans les installations domestiques, l'électricité est apportée via des prises femelles murales qui fournissent un courant dit monophasé. Au niveau de ces prises on distingue trois contacts :

• une phase dont le potentiel varie à la fréquence de 50 Hz;
• un neutre dont le potentiel est constant ;
• et une connexion à la terre (symbolisé par ) permettant d'assurer la sécurité des personnes.

Entre la phase et le neutre, le réseau électrique français impose une tension électrique de fréquence 50 Hz et de 230 V efficace. Les appareils électriques de table sont tous reliés au réseau domestique par des câbles d'alimentation à 2 contacts (sans prise de terre) ou à 3 contacts (avec prise de terre).

Les générateurs basse fréquence (GBF) et les oscilloscopes sont alimentés par des câbles d'alimentation à 3 contacts. Leur châssis est directement relié à la terre, ce qui permet de s'assurer qu'en cas de contact du circuit électrique avec le châssis, la tension entre ce dernier et la terre soit nulle, évitant ainsi les risques d'électrocution d'un utilisateur (en contact avec le sol) touchant le châssis. Les bornes (\(-\)) de ces appareils électriques sont toutes reliées à la terre, donc au même potentiel ! Ce potentiel servira de référence (O V) et sera appelé masse du circuit (symbolisé par ). Dans ce cas, la masse et la terre sont au même potentiel.

Les multimètres sont en général alimentés par des câbles d'alimentation sans terre. On parle alors d'appareil à masse flottante dans le sens où le potentiel de la borne (\(-\)) n'est pas fixé par la terre.

Cordon simple

Le cordon électrique est un simple conducteur (du cuivre isolé par une gaine souple) qui permet de relier deux points d'un circuit à l'aide d'embouts mâles que l'on appelle également fiches bananes.

On admet que le conducteur est idéal de sorte que le potentiel électrique est uniforme le long du fil. En d'autres termes, le cordon électrique permet de mettre deux points d'un circuit au même potentiel électrique. Les cordons de sécurité permettent la connexion en toute sécurité des appareils. Pour cela ils disposent de fiches bananes sécurisées avec reprise arrière.

La plupart des appareils respectent la même convention quant à la couleur des bornes : rouge pour le (+) et noire pour le (\(-\)). Par conséquent,

Câble coaxial

Les câbles coaxiaux sont composés d'une âme (à l'intérieur) et d'un blindage (à l'extérieur), ce sont deux conducteurs séparés par un isolant. On appelle alors borne (\(-\)) le contact avec le blindage, et borne (+) le contact avec l'âme. Ces câbles transmettent donc deux potentiels, c'est-à-dire une tension électrique. L'intérêt de ces câbles est qu'ils sont insensibles aux perturbations électromagnétiques et produisent peu de perturbations électromagnétiques (on parle de blindage électromagnétique).

Aux extrémités de ces câbles on rencontrent soit des fiches bananes, soit des fiches BNC (Bayonet Neill–Concelman connector). On utilisera en TP :

• des câbles BNC-BNC utiles par exemple pour relier la sortie d'un GBF à la voie d'un oscilloscope ;
• des câbles BNC-bananes utiles pour prélever une tension dans un circuit et l'envoyer sur la voie d'un oscilloscope. Par convention, la fiche banane rouge est la borne (+) alors que la fiche banane noire est la (\(-\)). Il existe également des fiches bananes mâle-femelle ; dans ce cas le mâle est (+) et la femelle est (\(-\)).

Pour éviter de multiplier les adaptateurs BNC-bananes inutiles, on peut utiliser des T coaxiaux qui permettent de dédoubler une prise BNC. Par exemple, on peut vouloir envoyer la tension de sortie d'un GBF à l'entrée d'un circuit et à l'entrée d'un oscilloscope ; dans ce cas ce type d'adaptateur est très utile.