Les transducteurs sont des appareils électriques ou électroniques qui transforment l’énergie d’une forme à une autre. Par exemple, un haut-parleur stéréo convertit les signaux électriques de la musique enregistrée en son. Beaucoup de gens pensent qu’un transducteur est un appareil technique complexe conçu pour recueillir ou transférer des informations. En réalité, cependant, tout ce qui convertit l’énergie peut être considéré comme un transducteur.
Capteurs et actionneurs
Il existe de nombreux types de transducteurs, mais à la base, ils peuvent être divisés en deux groupes : entrée (capteur) et sortie (actionneur). Les transducteurs d’entrée prennent une sorte d’énergie physique – telle que les ondes sonores, la température ou la pression – et la convertissent en un signal pouvant être lu. Un microphone, par exemple, convertit les ondes sonores qui frappent son diaphragme en un signal électrique qui peut être transmis sur des fils. Un capteur de pression transforme la force physique exercée sur lui en un nombre ou une lecture qui peut être facilement compris.
Les actionneurs prennent un signal électronique et le convertissent en énergie physique. Un haut-parleur stéréo fonctionne en transformant le signal électronique d’un enregistrement en ondes sonores physiques. Les moteurs électriques sont une autre forme courante de transducteur électromécanique, convertissant l’énergie électrique en énergie mécanique pour effectuer une tâche.
Combinaison de transducteurs
De nombreux appareils fonctionnent en combinant des capteurs et des actionneurs pour convertir l’énergie d’une forme à une autre, puis inversement. Les cassettes audio, par exemple, sont créées en utilisant un transducteur pour transformer le signal électrique du micro – qui a converti les ondes sonores en un signal électrique – en fluctuations magnétiques sur la tête de bande. Ces fluctuations magnétiques sont ensuite lues et converties par un autre transducteur – dans ce cas, le système stéréo – pour être retransformées en un signal électrique. Ce signal est ensuite transmis par fil aux haut-parleurs, qui transforment le signal électrique en ondes audio.
L’imagerie par ultrasons fonctionne également en convertissant l’énergie plusieurs fois. Un transducteur piézoélectrique est utilisé pour convertir l’électricité en ondes sonores à haute fréquence (ultrasons), qui sont focalisées par la machine et dirigées vers les tissus corporels. Ces ondes rebondissent vers la machine, où un transducteur les convertit à nouveau en signaux électriques. Les signaux sont traités et envoyés à un moniteur pour produire une image des tissus corporels.
D’autres tâches quotidiennes sont possibles grâce à l’utilisation d’une énergie qui est transformée plusieurs fois. Allumer une lumière électrique nécessite de convertir de l’énergie électrique en lumière visible. Cependant, cette énergie électrique devait d’abord être générée; un générateur électrique est un type de transducteur qui transforme l’énergie mécanique (ou cinétique) en électricité qui peut ensuite être utilisée par d’autres appareils.
Économiques
Comme dans toutes les conversions d’énergie, une partie de l’énergie est perdue lorsque les transducteurs fonctionnent, mais certains sont plus efficaces que d’autres. Une antenne radio, qui transforme la puissance radiofréquence en un champ électromagnétique, est un exemple de transducteur efficace. Lorsque l’antenne fonctionne bien, ce processus peut être efficace à plus de 80 %. La plupart des moteurs électriques, en revanche, sont efficaces à moins de 50 %, tandis que les ampoules à incandescence ordinaires, en raison de la quantité d’énergie perdue sous forme de chaleur, sont efficaces à moins de 10 %.