Un circuit électrique est une interconnexion de composants électriques permettant de faire circuler une charge électrique le long d’un chemin fermé (un circuit), généralement pour effectuer une tâche utile. Les composants d’un circuit électrique peuvent prendre de nombreuses formes : résistances, condensateurs, interrupteurs, transformateurs et composants électroniques. Les circuits électroniques contiennent des composants actifs, généralement des semi-conducteurs, et présentent généralement un comportement non linéaire, nécessitant une analyse complexe. Les composants électriques les plus simples sont ceux que l’on qualifie de passifs et linéaires : s’ils peuvent temporairement stocker de l’énergie, ils n’en contiennent aucune source et présentent des réponses linéaires aux stimuli.
La résistance est peut-être le plus simple des éléments de circuit passifs : comme son nom l’indique, elle résiste au courant qui la traverse et dissipe son énergie sous forme de chaleur. La résistance est une conséquence du mouvement de la charge dans un conducteur : dans les métaux, par exemple, la résistance est principalement due aux collisions entre les électrons et les ions. La loi d’Ohm est une loi fondamentale de la théorie des circuits, qui stipule que le courant traversant une résistance est directement proportionnel à la différence de potentiel à ses bornes. La résistance de la plupart des matériaux est relativement constante pour une gamme de températures et de courants ; les matériaux dans ces conditions sont dits « ohmiques ». L’ohm, l’unité de résistance, a été nommé en l’honneur de Georg Ohm, et est symbolisé par la lettre grecque Ω (oméga). 1 ohm est la résistance qui produit une différence de potentiel de 1 volt en réponse à un courant continu de 1 ampère.
Le condensateur est un développement de la bouteille de Leyde et est un dispositif qui peut stocker une charge, et ainsi stocker de l’énergie électrique dans le champ résultant. Il est généralement constitué de deux plaques conductrices séparées par une fine couche diélectrique isolante ; en pratique, de fines feuilles métalliques sont enroulées ensemble, ce qui augmente la surface par unité de volume et donc la capacité. L’unité de la capacité est le farad, nommé d’après Michael Faraday et est désigné par le symbole F ; 1 farad est la capacité d’une charge de 1 coulomb qui développe une différence de potentiel de 1 volt. Un condensateur connecté à une tension d’alimentation génère initialement un courant lorsqu’il accumule une charge ; ce courant décroît toutefois au fur et à mesure que le condensateur se remplit, pour finalement tomber à zéro. Un condensateur ne permet donc pas le passage d’un courant continu stabilisé, mais le bloque.
L’inducteur est un conducteur, généralement une bobine de fil, qui stocke de l’énergie dans un champ magnétique en réponse au courant qui le traverse. Lorsque le courant change, le champ magnétique change également, induisant une tension entre les extrémités du conducteur. La tension induite est proportionnelle à la vitesse de variation du courant. La constante de proportionnalité est appelée l’inductance. L’unité d’inductance est le henry, du nom de Joseph Henry, un contemporain de Faraday. 1 henry est l’inductance qui induit une différence de potentiel de 1 volt si le courant qui la traverse change à la vitesse de 1 ampère par seconde. Le comportement de l’inducteur est, à certains égards, inverse de celui du condensateur : il laisse passer librement un courant qui ne change pas, mais s’oppose à un courant qui change rapidement.
