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Convertisseur d'unités de courant

Convertit le courant électrique entre ampères, milliampères, microampères, nanoampères et picoampères.

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Formule

1A=103mA=106muA=109nA=1012pA1 A = 10³ mA = 10⁶ mu A = 10⁹ nA = 10¹² pA

Comment ça marche

Ce calculateur convertit les ampères, les milliampères, les microampères, les nanoampères et les picoampères pour les ingénieurs en électronique, les développeurs embarqués et les concepteurs de systèmes d'alimentation. Selon la brochure SI (BIPM, redéfinition 2019), l'ampère est défini en fixant exactement la charge élémentaire e = 1,602176634 × 10^-19 C, soit 1 A = 1 C/s = 6,241509074 × 10^18 électrons par seconde. Les plages de courant couvrent 15 ordres de grandeur : picoampères pour le courant d'obscurité des photodiodes (1 à 100 pA), nanoampères pour les fuites CMOS (1 à 10 nA par grille à 7 nm), microampères pour les microampères en mode veille (0,5 à 10 uA), milliampères pour les LED (5 à 20 mA) et ampères pour les moteurs (1 à 100 A). Calcul de l'autonomie de la batterie : une batterie de 1000 mAh à un courant de veille de 10 uA dure 100 000 heures = 11,4 ans en théorie.

Exemple Résolu

Problème : un capteur IoT doit fonctionner 5 ans avec une batterie Li-Soci2 de 2000 mAh. Calculez le budget de courant moyen maximal, y compris des rafales de mesure de 10 secondes à 15 mA toutes les heures.

Solution :

  1. Capacité totale : 2000 mAh = 2 Ah
  2. Durée de vie cible : 5 ans = 43 800 heures
  3. Courant moyen maximal : 2000 mAh/43 800 h = 45,7 uA
  4. Consommation en rafale par heure : 15 mA × (10/3600) h = 0,0417 mAh
  5. Courant de rafale moyen : 0,0417 mAh/1 h = 41,7 uA
  6. Budget de sommeil : 45,7 - 41,7 = 4,0 uA de courant de sommeil maximum
  7. Sélection des composants : microcontrôleur < 1 uA, régulateur Iq < 1 uA, RTC < 0,5 uA, capteurs < 1 uA - total 3,5 uA (dans les limites du budget)

Conseils Pratiques

  • ✓Formule d'autonomie de la batterie : heures = Capacity_mAh/Average_Current_MA. Pour le mode mixte : i_AVG = (I_active × t_active + I_sleep × t_sleep)/(t_active + t_sleep). Selon le JEDEC, déclarer l'autodécharge séparément (0,5 à 3 % /mois pour le Li-ion)
  • ✓Courant LED selon IPC-2221 : indicateur standard 10-20 mA à 2,0 V (rouge) à 3,3 V (bleu/blanc). Les LED à haut rendement atteignent la même luminosité entre 2 et 5 mA. Puissance = I × V_f, donc 20 mA × 2 V = 40 mW par LED
  • ✓Limites GPIO du microcontrôleur par JEDEC : généralement 8 à 25 mA par broche, 100 à 200 mA au total. Le dépassement des limites entraîne une chute de tension (marge logique réduite) ou des dommages permanents. Utiliser des pilotes externes pour les charges à courant élevé

Erreurs Fréquentes

  • ✗En confondant mA (10^-3 A) et uA (10^-6 A), ils diffèrent de 1000 fois. Un appareil consommant 10 µA consomme 1 000 fois moins d'énergie qu'un appareil consommant 10 mA. Vérifiez soigneusement les unités de la fiche technique
  • ✗Si l'on ne tient pas compte du courant d'appel, qui peut être 5 à 10 fois supérieur en régime permanent, un moteur de 100 mA peut consommer 500 mA au démarrage, déclenchant ainsi un fusible de 200 mA. Utilisez des fusibles à soufflage lent ou des circuits à démarrage progressif
  • ✗La mesure des courants de la gamme NA avec un multimètre numérique standard : tension de charge d'entrée (200 mV typique) divisée par la résistance DUT crée une erreur de mesure. Utiliser un picoamètre ou une unité source-mesure (SMU) pour les mesures < 1 uA

Foire Aux Questions

Selon les fiches techniques du fabricant : STM32 = 20 mA/broche (maximum 120 mA au total), ESP32 = source 12 mA/broche, récepteur 28 mA (maximum 200 mA au total), AVR = 20 mA/broche (maximum 200 mA au total). Vérifiez toujours les limites de courant par broche et les limites de courant total. Les spécifications IOL et IOH définissent la capacité réelle.
Pour 1 uA à 1 mA : utilisez le multimètre numérique sur la plage uA (tension de charge ~200 mV). Pour < 1 uA : utilisez un picoampèremètre ou un amplificateur de transimpédance (TIA). Méthode de résistance de shunt : V = I × R, donc 1 uA à 1 Mohm = 1 V (facile à mesurer). Le Keysight B2902A SMU mesure jusqu'à 100 fA avec une résolution de 10 aA.
Le courant de repos (Iq) est le courant qu'un circuit intégré consomme sans charge, ce qui représente une polarisation interne et une surcharge de fonctionnement. Selon les fiches techniques : régulateurs LDO 1 uA - 1 mA, convertisseurs DC-DC 5 uA - 500 uA, amplificateurs opérationnels 0,5 uA - 10 mA. Les LDO à très faible consommation d'énergie (TPS7A02) atteignent 25 nA Iq pour les applications de batteries IoT.
Le courant d'obscurité provient de paires électron-trou générées thermiquement dans la région de déplétion selon l'équation de la diode de Shockley. Valeurs typiques à 25 °C : PIN de silicium de 0,1 à 10 nA, InGaAs de 1 à 100 nA, photodiodes à avalanche de 0,1 à 1 nA. Le courant d'obscurité double toutes les 8 à 10 °C selon la relation d'Arrhenius, ce qui limite le SNR de détection en cas de faible luminosité.

Calculateurs associés

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Convertisseur Tension

Convertit la tension entre microvolts, millivolts, volts, kilovolts et mégavolts.

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Convertit la résistance entre milliohms, ohms, kilohms, mégaohms et gigaohms.

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Ohm

Calculez la tension, le courant, la résistance et la puissance en ohms

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Fréquence ↔ Longueur d'onde

Convertissez la fréquence en longueur d'onde sur n'importe quel support. Calcule les longueurs d'onde complètes, les demi-longueurs d'onde et les quarts de longueur d'onde pour la conception des antennes, des lignes de transmission et de la planification des systèmes RF.