polarité

La polarité décrit l'orientation de la différence de potentiel électrique à travers un composant ou un circuit : une borne est à un potentiel plus élevé (positif) et l'autre à un potentiel plus bas (négatif). Dans les systèmes à courant continu, cette distinction est permanente et critique. En courant alternatif, la polarité s'inverse plusieurs fois par seconde, mais le terme s'applique toujours pour identifier quelle borne est laquelle à un instant donné, ou pour décrire la relation de phase entre la tension et le courant.

Une polarité correcte est importante car de nombreux appareils ne fonctionnent que s'ils sont connectés dans un seul sens. Une diode conduit dans une polarité et bloque dans l'autre. Un condensateur électrolytique tombera en panne de manière catastrophique s'il est connecté à l'envers ; l'électrolyte se dégrade et la pression des gaz s'accumule jusqu'à ce que le boîtier se rompe. Les moteurs à courant continu, les relais et les galvanomètres ont tous des enroulements directionnels. Même les composants passifs comme les résistances sont indépendants de la polarité, mais ils sont l'exception.

En pratique, la polarité est marquée physiquement. L'isolation des fils peut être colorée : dans certaines normes, le noir indique la ligne négative ou commune, le rouge la positive. Les bornes de batterie sont étiquetées plus et moins. Les connecteurs sont détrompés afin qu'ils ne puissent pas être insérés à l'envers. La sérigraphie des PCB et les marquages des composants indiquent où va chaque borne. Les borniers sont numérotés ou codés par couleur. Des erreurs se produisent lors de l'assemblage, de la maintenance ou des réparations sur le terrain, surtout sous la pression du temps ou un mauvais éclairage.

La polarité dans différents contextes

Dans les circuits CA, la polarité est moins absolue mais reste importante. Les ingénieurs parlent de polarité de phase : si deux signaux alternatifs montent et descendent en même temps (en phase) ou décalés (hors phase). Les systèmes d'alimentation triphasés sont sensibles à la polarité de la séquence de phases ; inverser deux fils d'entrée quelconques inverse le sens de rotation du moteur et peut provoquer un dysfonctionnement de la machine. La polarité du transformateur fait référence au déphasage relatif entre les enroulements primaire et secondaire, marqué par des points ou des fils numérotés sur la bobine.

Les instruments de mesure dépendent également de la polarité. L'aiguille d'un multimètre analogique ne dévie vers le haut que si la sonde positive touche le point de potentiel le plus élevé ; des fils inversés renvoient l'aiguille vers l'arrière, ce qui peut endommager le multimètre. Les multimètres numériques se protègent contre cela avec une protection par diode, mais affichent toujours un signe négatif si les fils sont inversés. Dans les systèmes de distribution d'énergie et de contrôle, les défauts de polarité déclenchent des dispositifs de protection : une alimentation inversée vers un circuit redresseur activera sa protection d'entrée plutôt que de produire une sortie CC.