Caractéristique (électricité)

La caractéristique (abréviation de « courbe caractéristique ») d'un dipôle électrique est la relation existant entre l'intensité i du courant traversant le dipôle et la tension u aux bornes de celui-ci^[1],[2]. Il est indispensable de connaître la caractéristique pour concevoir un circuit intégrant le dipôle.

Généralités

La caractéristique associe très généralement deux variables d'état du dipôle : une grandeur extensive (le courant électrique) à une grandeur intensive (la tension). Elle repose sur le principe que le dipôle possède un comportement réversible et répétable. Ainsi, à chaque valeur de la tension u est associée une valeur du courant électrique i, et cette correspondance peut se noter comme une fonction f, ce qui donne :

${\displaystyle i=f(u)\,}$ ou

${\displaystyle u=f^{-1}(i)\,}$

La caractéristique peut donc être tracée sur un graphique.

Les points de la caractéristique sont appelés « points de fonctionnement » du composant électrique^[1].

La caractéristique d'une pompe relie la pression p ou la charge hydraulique H au débit q.

La notion de caractéristique déborde le cadre de l'électrocinétique, puisqu'elle est applicable à la plupart des composants d'un automatisme^[3] : par exemple, aux pompes et turbines en hydraulique^[4].

Exemples de caractéristiques de dipôles

Caractéristique d'une résistance R

Caractéristique de la résistance : Courbe de I = f(U) = U/R

On note R la résistance d'un conducteur ohmique. Ainsi, d'après la loi d'Ohm, on a la relation :

${\displaystyle u=Ri\,}$

Avec :

• ${\displaystyle u}$ la tension aux bornes du dipôle ;
• ${\displaystyle i}$ l'intensité du courant qui traverse le dipôle.

D'où la caractéristique :

${\displaystyle i=f(u)=u/R\,}$

où ${\displaystyle f}$ est la fonction définie ainsi :

${\displaystyle f:x\mapsto x/R\,}$

La courbe représentative de la caractéristique d'une résistance est une droite passant par l'origine du repère^[1].

Caractéristique d'une diode Zener

Caractéristique de la diode Zener : Courbe de I = f(Ud)

La caractéristique d'une diode Zener est la relation définie ainsi :

${\displaystyle i=f(u)\,}$