Les alimentations sont partout dans nos appareils électriques et électroniques et sont de plus primordiaux. Ils servent tout simplement à alimenter nos appareils avec la bonne tension et le courant, donc la puissance, qui va avec. Si une alimentation est défectueuse c'est tout l'appareil qui ne marche pas. Retirer les piles d'un appareil en ayant besoin et l'appareil devient inutile.

Comme les appareils électriques sont différents, ils ont besoin de tension et d'intensité différents. L'alimentation parfaite serait une alimentation permettant de choisir la tension voulue et pouvant générer n'importe quel courant électrique. Cela n'existe pas, c'est la raison pour laquelle il existe une multitude d'alimentations pour une multitude d'usages. Ainsi les alimentations peuvent avoir plusieurs nom : pile, batterie, chargeur, adaptateur, transformateur, alimentation linéaire ou filtrées, etc. Cela provient de la différence des technologies utilisées et des différentes tensions utilisées : continue ou alternative.

Par la suite, nous allons faire un petit tout d'horizon, non exhaustif, des différentes alimentations en tension continue et alternative sans entrer trop dans leur fonctionnement précis ce qui serait trop long dans un premier temps.

Il existent plusieurs type de pile qui ont une forme et une tension différente. Les plus connus sont les piles AA et AAA, cylindrique de 1,5V. Puis il y a toutes les piles boutons de 3V CR2032, etc. On trouve aussi des piles de 9V LR06. Anciennement il existait des piles de 4,5 V qui tendent à disparaître.

Une pile surtout neuve se doit de délivrer une certaine tension. Par exemple les piles AA délivrent une tension de 1,5V. En réalité, la tension délivrée va dépendre de la charge que vous branchez à la pile. Si la charge demande trop de courant, la pile ne pourra pas délivrer ce courant et la tension va se mettre à chuter. Par exemple, une pile qui sans charge a une tension de 1,5V, branché sur une ampoule qui demande un courant de près d'un ampère, sa tension va chutée. Les piles sont faite pour fournir des intensités maximales de l'ordre de quelques centaines de mA donc autour de 0,5-0,7 A maximum. Ainsi si vous mettez une pile en court-circuit, donc si vous reliez le pôle négatif avec le positif par un fil, la pile va se déchager avec un courant maximal autour de 0,5 A. La pile va aussi se mettre à chauffer car comme on le verra plus loin, elle a une résistance interne qui limite l'intensité. Ainsi en fonction du courant que l'on demande à une pile, cette dernière pourra être considérée comme morte ou encore utilisable. Plus le courant demandé est fort plus la pile doit être neuve, et vice-versa.

En plus d'un courant limite, la pile a aussi une durée de vie limitée. En effet, une pile est une accumulation de charge que l'on peut faire transiter du pôle + au pôle -. Cependant une fois que toutes ces charges ont fait le trajet la pile est morte. Une pile parfaite passerait d'une tension de 1,5V à une tension de 0 V lorsqu'elle aurait délivrée sa dernière charge. En réalité, c'est plus compliqué avant d'avoir délivré toute ces charges la pile va déjà commencé à diminuer en tension d'autant plus qu'elle devra délivré un courant fort de quelques 100 mA. La charge totale d'une pile dépend de la taille de la pile plus elle est grosse plus sa charge est grande. Ainsi les piles AAA, pour un même courant électrique, durent moins longtemps que les piles AA. L'unité de la charge est l'ampère-heure, Ah, ou le milliampère-heure, mAh. Une pile de 1000 mAh = 1Ah signifie qu'elle pourrait délivrer 1 A pendant une heure ou 2 A pendant 30 min ; ce qui est certainement impossible car son courant maximal ne doit pas dépasser 1 A. Plus raisonnablement, cela veut dire qu'elle peut délivrer 100 mA pendant 10h ou encore plus réaliste 10 mA pendant 100h. Il suffit de faire des règles de trois.

Il arrive très souvent que pour un appareil électronique, il faille mettre plus d'une pile, souvent 2, 3 ou même 4. On pourrait penser que cela sert à avoir plus d'autonomie ; avec 2 piles on pourrait utiliser 2 fois plus de temps l'appareil. Il n'est en rien. Comme vu précédemment la durée dépend de la charge qui sera déterminé par la taille de la pile. Ici le but n'est pas d'augmenter la durée mais d'augmenter la tension. En effet deux pile de 1,5V que l'on relie en connectant le pôle + de l'une avec le pôle - de l'autre permet d'avoir une nouvelle pile avec toujours un pôle + et - (les deux restants) mais avec une tension qui sera la somme des tensions des piles. Ainsi quand vous avez trois piles AA de 1,5 V dans un appareil électrique, cela signifie que cet appareil fonctionne avec une tension de 3*1,5V = 4,5V. Il est intéressant de constater que les piles de 4,5V, ne sont rien d'autres que l'assemblage de trois piles de 1,5V mise en série. De même pour les piles de 9 V qui regroupent 6 piles de 1,5 V. Mettre en série des piles, c'est à dire les relier via leur pôle opposé, revient à créer une nouvelle pile qui a pour tension la somme des tensions mais dont le courant maximal sera le même et dont la durée de vie pour un certain courant sera le même.

Tester si une pile est encore bonne : La mesure de la tension d'une pile vous permet de savoir si une pile est encore bonne. Une pile qui est dite de 1,5 V doit être mesurée environ entre 1,4 et 1,6 V. Dans certain cas, une pile qui baisse en tension est inutilisable dans d'autre cas on peut encore l'utiliser mais avec des courants plus faibles. Enfin, une pile qui fuit avec de la poudre souvent bleue autour d'elle est une pile définitivement morte qu'il faut jeter au recyclage.

Les piles ont un avantage d'être portable mais elles ont deux gros défauts : leur courant maximal n'est pas très grand et elle sont limités dans le temps. Le dernier défaut peut être en partie corrigé par des batteries. Ces dernières ont des propriétés similaires aux piles mais elle sont rechargeables un grand nombre de fois. Les plus connues sont sûrement les piles rechargeables. Comme la physique de ces piles n'est pas la même que pour les piles classiques, leur tension n'est pas non plus la même ; elle délivre du 1,2 V au lieu du 1,5 V même si elles ont la même forme. A l'heure des téléphones portables, il existe beaucoup de type de batterie différente inclus dans les appareils qui n'ont pas du tout la forme de piles. Les plus connues sont celles dite Lithium-ion qui permettent de délivrer 3,6 ou 3,7 V. On les trouve dans les téléphones portables, les écouteurs sans fil, les haut-parleurs bluetooth, etc.

Pour aller encore plus loin en ayant des tensions et des courants max plus élevée, il existe les adaptateurs. Ces derniers se branche sur le secteur via une prise électrique et convertissent le 230 V efficace fournit en une tension plus basse constante de 4, 6, 9, 12 par exemple. Ces adaptateurs que l'on peut aussi appelé bloc d'alimentation ou encore chargeur, ne marchent que branché sur une prise donc on perd évidemment le côté portable des piles et des batteries. Par contre, on gagne en durée de vie car, panne mis de côté, les adaptateurs ont une durée de vie infinie en théorie, quelques années ou dizaine d'années en pratique. Il existent deux technologies d'adaptateur bien qu'une soit en train de disparaître. Les anciens adaptateurs, dit linéaire, étaient plus lourds délivrant péniblement 1A et surestimant la tension pour des faibles courants. Les plus récents, dit à découpage, sont légers, délivrant des courants électrique plus grand et on une meilleur stabilisation de leur tension. On verra plus tard pourquoi on les appelle linéaire et à découpage.

Enfin la Rolls-Royce des générateurs de tensions continues sont les alimentations de laboratoire. Ces dernières sont dite “de laboratoire” car ce n'est pas le grand public qui les utilisent mais les scientifiques ou ingénieurs ou les bricoleurs avancés. Ces alimentations peuvent fournir une tension à la demande entre 0V et une tension maximale qui peut être 30 V ou 80 V en fonction du prix que vous mettez. De plus, elle peuvent délivré pour n'importe quelle tension une intensité allant jusqu'à 5 ou 10 A, toujours en fonction du prix de vous mettez. Ainsi une alimentation qui au maximum peut vous délivrer 30 V et 5 A coûtera bien moins cher qu'une alimentation pouvant fournir du 80 V à 15 A par exemple. L'intérêt de ces alimentations est de pouvoir alimenté à peu près tout les appareils électrique fonctionnant avec une tension constante. De plus, il est possible de limiter l'intensité. Par exemple, on peut choisir de demander du 10 V avec un courant maximal de 1 A alors que l'alimentation pourrait aller jusqu'à 5 A. Cette propriétés sert à ne pas endommager les circuits. En effet, on le revera plus tard plus en détail mais beaucoup de courant signifie beaucoup de puissance injecté dans l'appareil électronique et cela peut lui être préjuduciable. En résumé, ces alimentations sont des outils de travail pour le bricoleur/réparateur averti.