LA RADIO ET LES ENFANTS

RadioKids.fr

Ce site Internet ne fonctionne pas sur certains téléphones portables. Il a pour objectif d'initier les enfants encore à l'école primaire à la radio d'amateur. Il faut d'abord étudier la technique avant de passer à la réglementation.

Sélectionnez votre article.

L'addition

J'ai 3 pommes.

J'ajoute 2 pommes.

Cela fait un total de 5 pommes.


Le fait d'ajouter quelque chose correspond en mathématiques à l'addition. Cela se note 3 + 2 = 5.

La soustraction

J'ai 5 pommes.

J'enlève 2 pommes.

Il reste 3 pommes.


Le fait d'enlever quelque chose correspond en mathématiques à la soustraction. Cela se note 5 - 2 = 3.

La multiplication

J'ai un paquet de 2 pommes.

Si je regroupe 3 paquets de 2 pommes, alors j'ai au total 6 pommes.


Le fait de regrouper des paquets correspond en mathématiques à la multiplication. Cela se note 2 * 3 = 6.

La division

J'ai 6 pommes.

Si je les sépare en 3 paquets, alors j'ai des paquets de 2 pommes chacun.

Le fait de séparer en paquets correspond en mathématiques à la division. Cela se note 6 / 3 = 2.

Les nombres positifs et les nombres négatifs

Un bon exemple pour expliquer le signe des nombres est le thermomètre. L'eau se transforme en glace à 0°C. On ne peut plus la boire, car elle devient solide.

Si la température vaut +20°C, alors il fait chaud. L'eau est liquide. On dit que le nombre de la température est positif. Il se note +20°C ou 20°C sans le +.

Si la température vaut -20°C, alors il fait froid. L'eau est solide sous forme de glace. On dit que le nombre de la température est négatif. Il se note -20°C.

.

Les préfixes des unités


Un bon exemple pour expliquer ce que sont les préfixes pour les unités est la règle graduée. On l'utilise pour tracer des traits et pour mesurer des longueurs. Les distances sont exprimées par défaut avec pour unité le mètre noté m.

PICO

Pico signifie mille milliards de fois plus petit. Par exemple, un picomètre (1 pm) est mille milliards de fois plus petit que le mètre.

NANO

Nano signifie un milliard de fois plus petit. Par exemple, un nanomètre (1 nm) est un milliard de fois plus petit que le mètre.

MICRO

Micro signifie un million de fois plus petit. Par exemple, un micromètre (1 µm) est un million de fois plus petit que le mètre.

MILLI

Milli signifie mille fois plus petit. Par exemple, un millimètre (1 mm) est mille fois plus petit que le mètre.

KILO

Kilo signifie mille fois plus grand. Par exemple, un kilomètre (1 Km) est mille fois plus grand que le mètre.

MEGA

Méga signifie un million de fois plus grand. Par exemple, un mégamètre (1 Mm) est un million de fois plus grand que le mètre.

GIGA

Giga signifie un milliard de fois plus grand. Par exemple, un gigamètre (1 Gm) est un milliard de fois plus grand que le mètre.

La sinusoïde


En mathématiques, la sinusoïde est une courbe (un dessin) qui a une forme comme le montre l'image ci-dessus.

Sélectionnez votre article.

Le Neutron

Le neutron est un morceau de matière infiniment petit sans charge électrique.

Le Proton

Le proton est un morceau de matière infiniment petit avec une charge électrique positive.

L'électron

L'électron est un morceau de matière infiniment petit avec une charge électrique négative.

L'atome

L'atome est constitué d'un noyau contenant des protons et des neutrons. Les électrons gravitent autour de ce noyau. La matière est faite de plusieurs milliards d'atomes. L'atome est électriquement neutre. Cela signifie qu'il y a autant de protons dans le noyau, que d'électrons qui gravitent autour.

Sélectionnez votre article.

L'électricité

Si je branche une ampoule avec deux fils sur une pile, alors l'ampoule s'allume. Le phénomène qui permet à l'ampoule de s'allumer se nomme l'électricité.

Le magnétisme

Si je place un aimant près d'un clou en fer, alors l'aimant attire le clou. Le phénomène qui permet à l'aimant d'attirer le clou en fer se nomme le magnétisme.

La pile électrique

La pile électrique fonctionne un peu comme une pompe qui fait couler de l'eau.

La pile électrique met en mouvement des électrons dans un circuit.

La pile électrique a une borne plus et une borne moins. Il ne faut pas la brancher à l'envers dans un appareil, sinon il se détruit. La pile électrique fonctionne en régime continu. Les électrons se déplacent toujours dans le même sens de façon constante.

Ceci est le symbole de la pile dans un schéma électrique.

Le courant électrique

Le courant électrique est un peu comme de l'eau qui coule dans un tuyau.

Avec le courant électrique, ce sont des électrons qui se déplacent dans le circuit. Il caractérise le débit, se note i et se mesure en ampères (A). Un courant de un ampère (1 A) est fort. Souvent, dans les circuits, on a des courants exprimés en milliampères (mA). Un milliampère (1 mA) est mille fois plus petit qu'un ampère (1 A).

Le courant électrique se représente par une flèche sur le conducteur du circuit. Il se déplace de la borne plus vers la borne moins pour être positif. Attention ! Les électrons se déplacent dans le sens contraire, de la borne moins vers la borne plus. C'est une convention. On peut avoir un courant électrique négatif si l'on représente sa flèche de la borne moins vers la borne plus.

La tension électrique

Un bon exemple pour expliquer la tension électrique est l'eau qui coule du haut vers le bas, sur une certaine hauteur.

La tension électrique caractérise la possibilité de déplacer des électrons. Plus elle est grande, plus les électrons pouront se déplacer dans un circuit. La tension électrique représente la hauteur, se note u et s'exprime en volts (V). On la dessine par une flèche orientée de la borne moins vers la borne plus pour être positive. La tension électrique peut être négative si l'on dessine la flèche de la borne plus vers la borne moins.

La puissance électrique et l'énergie

La puissance électrique

Un bon exemple pour expliquer la puissance électrique est l'ampoule. Plus la puissance d'une ampoule est élevée, plus celle-ci éclaire.

La puissance électrique se note p et s'exprime en watts (W). Elle est égale à la multiplication entre la tension électrique en volts et le courant électrique en ampères. Il y a une formule à connaître : p = u * i.

Prenons un exemple. La tension électrique vaut 5 V et le courant électrique vaut 2 A. La puissance électrique vaut 5 * 2 = 10. C'est à dire 10 W.

Une ampoule électrique ayant une puissance de 100 W éclaire plus qu'une ampoule électrique de 50 W.

L'énergie

L'énergie se note E et s'exprime en joules (J). Elle est égale à la multiplication entre la puissance électrique en watts et le temps d'utilisation en secondes. Il y a une formule à connaître : E = p * t. Où t est le temps d'utilisation.

Prenons un exemple. La puissance électrique vaut 10 W et le temps d'utilisation vaut 5 s. L'énergie vaut 10 * 5 = 50. C'est à dire 50 J.

La période et la fréquence


Un exemple intéressant pour expliquer la période et la fréquence est l'ampoule qui clignote.

La période est le temps qu'il faut à l'ampoule pour s'allumer et s'éteindre une seule fois. Elle se note T et s'exprime en secondes (s). Si l'ampoule met 5 s pour s'allumer puis s'éteindre, alors la période est de 5 s.

La fréquence est le nombre de fois où l'ampoule s'allume puis s'éteint dans une durée d'une seconde. Elle se note f et s'exprime en hertz (Hz). Si l'ampoule s'allume puis s'éteint 10 fois chaque seconde, alors la fréquence est de 10 Hz.

Un kilohertz (KHz) c'est mille hertz : 1 KHz = 1000 Hz. Un mégahertz (MHz) c'est un million de hertz : 1 MHz = 1000000 Hz.

La prise électrique

Les prises électriques se situent sur les murs à l'intérieur des maisons. Elles permettent de faire fonctionner des appareils. Il ne faut pas mettre les doigts dans une prise, sinon on peut mourir. La tension est très élevée aux bornes d'une prise électrique. Elle vaut 220 V.

Avec une prise électrique, le courant circule d'abord dans un sens, puis il change de sens, et ainsi de suite. Le régime est alternatif.


Le changement de sens du courant ne se fait pas brutalement, mais de façon progressive. Cela signifie que la tension au bornes de la prise électrique peut être représentée par une sinusoïde. La tension est positive, puis négative. Elle redevient positive, puis négative. Et ainsi de suite. Il y a 50 alternances chaque seconde. On peut alors parler d'une fréquence et elle vaut 50 Hz.

Sélectionnez votre article.


La résistance et la loi d'Ohm


Ceci est la photo d'une résistance électrique.

La Résistance

Pour comprendre ce qu'est la résistance électrique, on peut prendre un exemple. On arrose un jardin avec un tuyau. Si une personne met son pied sur le tuyau ou fait un noeud, alors l'eau coule beaucoup moins.

Avec la résistance électrique c'est pareil. Si les électrons dans un conducteur électrique rencontrent un obstacle, alors ils ont du mal à circuler. Lorsque vous frottez vos mains entre elles très vite, ça chauffe. Dans une résistance, il y a aussi des frottements et elle chauffe.

Ceci est le symbole d'une résistance dans un schéma électrique. Elle se note R et la valeur de la résistance électrique s'exprime en ohms (Ω).

Un kiloohm (KΩ) c'est mille ohms : 1 KΩ = 1000 Ω. Un mégohm (MΩ) c'est un million d'ohms : 1 MΩ = 1000000 Ω.

La loi d'Ohm

Lorsqu'un courant en ampères traverse une résistance, alors une tension en volts apparaît à ses bornes. La tension en volts est égale à la multiplication entre le courant en ampères et la résistance en ohms. Il y a une formule à connaître : u = R * i.

Prenons un exemple. Si un courant de 2 A traverse une résistance de 5 Ω, alors la tension vaut 2 * 5 = 10. C'est à dire 10 V.

Nous avons dit qu'une résistance chauffe. On peut calculer la puissance de la chaleur avec la formule p = u * i, que nous avons déjà vu : 10 * 2 = 20. C'est à dire 20 W de chaleur.

Le condensateur


Ceci est la photo de plusieurs condensateurs électriques.


Le condensateur fonctionne un peu comme un arrosoir. On peut le remplir et le vider. On dit qu'il se charge lorsqu'il se rempli et qu'il se décharge lorsqu'il se vide. Il faut un certain temps pour remplir ou vider un arrosoir. Ce n'est pas instantané. On parle alors d'inertie. Si l'on branche un condensateur aux bornes d'une ampoule, alors celle-ci va s'éteindre progressivement en coupant l'alimentation. Le condensateur stocke l'énergie sous forme électrique.

Ceci est le symbole d'un condensateur dans un schéma électrique. Il se note C et sa capacité s'exprime en farads (F).

Un microfarad (µF) est un million de fois plus petit que le farad (F). Un nanofarad (nF) est un milliard de fois plus petit que le farad (F). Un picofarad (pF) est mille milliards de fois plus petit que le farad (F).

La bobine

Ceci est la photo d'une bobine électrique.

Si je fais circuler un courant électrique dans une bobine, alors celle-ci devient magnétique. Elle se comporte comme un aimant et attire le clou. Mais ce n'est pas tout. La bobine fonctionne un peu comme le condensateur. Elle a une inertie. Elle se charge et se décharge. La différence est qu'elle stocke l'énergie sous forme magnétique.

Ceci est le symbole d'une bobine dans un schéma électrique. Elle se note L. La bobine est caractérisée par son inductance exprimée en henrys (H).

Un microhenry (µH) est un million de fois plus petit qu'un henry. Un nanohenry (nH) est un milliard de fois plus petit qu'un henry.

La diode

Ceci est la photo d'une diode.

La diode fonctionne comme une porte. On peut seulement l'ouvrir et la fermer d'un côté du mur, pas de l'autre. La diode a deux pattes. Une anode et une cathode. Elle laisse passer le courant électrique dans un seul sens, de l'anode vers la cathode. Dans l'autre sens, le courant électrique est bloqué.

Ceci est le symbole d'une diode dans un schéma électrique.

La LED est une diode capable de s'allumer.

Le transistor

Ceci est la photo d'un transistor.

Le transistor fonctionne comme un robinet. Plus on l'ouvre, plus l'eau coule fort. Plus on le ferme, plus l'eau coule doucement. Il permet alors d'amplifier les signaux électrique.

Ceci est le symbole d'un transistor dans un schéma électrique. Le transistor a 3 pattes : la base, le collecteur et l'émetteur. Plus le courant entrant dans la base est grand, plus le courant entrant dans le collecteur est important.

Le Gain

Le transistor a un gain noté β. Le courant entrant dans le collecteur est égal à la multiplication entre le courant entrant dans la base et le gain β.

Prenons un exemple. Le courant entrant dans la base vaut 2 mA. Le gain β vaut 50. Alors le courant entrant dans le collecteur vaut 2 * 50 = 100. C'est à dire 100 mA.

Les Courants

Le courant sortant de l'émetteur est égal à l'addition entre le courant entrant dans la base et le courant entrant dans le collecteur.

Prenons un exemple. Le courant entrant dans la base vaut 2 mA. Le courant entrant dans le collecteur vaut 100 mA. Alors le courant sortant de l'émetteur vaut 2 + 100 = 102. C'est à dire 102 mA.

Sélectionnez votre article.

Les ondes

Le téléphone portable fonctionne grâce aux ondes radio.

Constitution


Une onde radio se compose à la fois d'une phénomène électrique et d'un phénomène magnétique. C'est pour cela que l'on parle d'onde électromagnétique. Pour simplifier la compréhension, nous pouvons dire qu'une onde radio peut être représentée par une sinusoïde.

Les ondes radio sont rayonnées partout dans l'espace.

La vitesse

Les ondes radio se déplacent à la vitesse de la lumière. C'est à dire 300 millions de mètres chaque seconde. C'est très rapide. On ne peut pas aller plus vite.

La fréquence

La fréquence d'une onde radio est le nombre d'alternances qu'a la sinusoïde chaque seconde. Par exemple, si la sinusoïde de l'onde a un million d'alternances par seconde, alors la fréquence vaut 1 MHz.

La longueur d'onde

La longueur d'onde est la distance dans l'espace d'une alternance de la sinusoïde. Elle se note λ et s'exprime en mètres (m). La longueur d'onde est égale à la division entre la vitesse en mètres chaque seconde et la fréquence en hertz. Il y a une formule a connaître : λ = 300000000 / f.

Prenons un exemple. La fréquence de l'onde radio vaut 1 MHz (1000000 Hz). Alors la longueur d'onde vaut 300000000 / 1000000 = 300. C'est à dire 300 m.

Le transceiver


Ceci est la photo d'un petit transceiver radioamateur. C'est l'élément de base d'une station. Il permet d'émettre et de recevoir des ondes radio.


Voici la photo d'un transceiver portatif. Celui-ci ne coûte pas très cher. C'est le baofeng uv-5r.

La modulation d'amplitude


Cette image représente la modulation d'amplitude (AM). On fait varier la hauteur de la sinusoïde de l'onde en fonction de la voix, lorsque l'on parle dans le microphone. La fréquence de l'onde porteuse reste constante.

La modulation de fréquence


Cette image représente la modulation de fréquence (FM). On fait varier la fréquence de l'onde en fonction de la voix, lorsque l'on parle dans le microphone. La hauteur de la sinusoïde de l'onde reste constante.

Le câble coaxial


Ceci est la photo d'un câble coaxial.


Un câble coaxial est constitué d'une âme, d'un isolant, d'une tresse et d'une gaine.


Un câble coaxial permet de véhiculer une onde radio. Cela signifie que l'onde est prisonnière du câble coaxial. Elle ne peut pas rayonner à l'extérieur.

L'antenne

Ceci est la photo d'une antenne.

La diffraction

Réalisons une expérience. On place une feuille avec un tout petit trou sur le trajet d'un rayon laser. On voit apparaître sur l'écran des tâches de lumière. Cela signifie que la lumière du laser est plus forte dans certaines directions que dans d'autres. Ce phénomène se nomme la diffraction.

Le rayonnement

On branche un câble coaxial sur une antenne. Une onde radio est véhiculée par le câble coaxial. L'antenne a une dimension de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde. Lorsque l'onde arrive au bout du câble coaxial, au niveau de l'antenne, il se produit le phénomène de diffraction. C'est cela qui permet à l'antenne de rayonner les ondes radio.

Le gain

L'antenne va rayonner les ondes radio d'une façon plus forte dans certaines directions que dans d'autres. Ces directions privilégiées permettent d'obtenir un gain. Attention ! L'antenne n'augmente pas les ondes radio simultanément dans toutes les directions. Cela n'est pas possible.

Important
Il ne faut jamais émettre avec un transceiver, si l'antenne est débranchée ou mal réglée. Sinon le transceiver se détruit.

Le Code Morse

Il faut l'apprendre par coeur.

Le code Q

Le multimètre


Voici la photo d'un multimètre. Il permet de mesurer des tensions électriques en volts, des courants en ampères et des résistances en ohms. Il ne coûte pas très cher.

L'oscilloscope


Voici la photo d'un oscilloscope portable. Il permet de voir des tensions électriques alternatives en volts, ayant la forme d'une sinusoïde. Il coûte un peu plus cher que le multimètre.