Comprendre le gain d'amplificateur : tension, courant et puissance

Le Gain en Tension

Les amplificateurs sont conçus pour augmenter l'amplitude d'un signal d'entrée. La capacité de quantifier cette augmentation est exprimée comme le gain, le rapport de la magnitude de sortie à l'entrée. Que vous compariez puissance, tension ou courant, le gain est un chiffre sans unité qui vous dit combien de fois l'entrée a été amplifiée.

En notation ingénierie, le gain est représenté par la lettre majuscule A.

Calcul du Gain en Tension

Considérez un amplificateur qui reçoit un signal de tension AC de 2 V RMS et délivre 30 V RMS à sa sortie. Le gain en tension est calculé comme 30 V ÷ 2 V, donnant un gain de 15 :

Inversement, si le gain en courant d'un amplificateur est de 3,5 et qu'il reçoit une entrée AC de 28 mA RMS, le courant de sortie est 3,5 × 28 mA = 98 mA :

Ces exemples font explicitement référence aux signaux AC car les amplificateurs se comportent souvent différemment avec les entrées AC versus DC. Dans de nombreux circuits, le dispositif est optimisé pour amplifier les changements ou variations — c'est-à-dire la composante AC — tout en traitant un niveau DC stable différemment. Par conséquent, il est essentiel d'identifier si vous travaillez avec de l'AC ou du DC lors du calcul ou de l'application du gain.

Types de Gain d'Amplificateur Électrique

Le gain d'amplificateur peut être exprimé en termes de tension, courant ou puissance, et peut s'appliquer aux signaux AC et DC. Voici un résumé concis :

• Gain en Tension : ΔV_out / ΔV_in (tension AC ÷ tension AC)
• Gain en Courant : ΔI_out / ΔI_in (courant AC ÷ courant AC)
• Gain en Puissance : P_out / P_in (puissance sortie ÷ puissance entrée)

Le symbole triangle (Δ) dénote un changement, renforçant que ces rapports concernent souvent des variations AC.

Lorsque plusieurs amplificateurs sont mis en cascade, le gain global équivaut au produit des gains individuels. Par exemple, un premier étage avec un gain de 3 suivi d'un second étage avec un gain de 5 donne un gain total de 3 × 5 = 15. Une entrée de 1 V deviendrait ainsi 3 V après le premier étage et 15 V après le second :

En pratique, vérifiez toujours la fiche technique de chaque étage pour confirmer que le gain combiné répond à vos exigences système.

FICHES DE TRAVAIL ASSOCIÉES :

• Fiche de travail sur la théorie élémentaire de l'amplificateur