Un circuit électrique est composé de branches. Ces branches sont formées à l'aide de fils conducteurs et de composants électriques. Un dipôle électrique est un composant électrique qui présente deux pôles, c'est-à-dire qu'il sera connecté dans le circuit à l'aide de deux fils, un qui sert d'entrée à l'électricité et l'autre de sortie. Un ensemble de branche formant une boucle est appelé une maille.

La circulation de l'électricité dans le circuit est caractérisée par la présence d'un courant électrique. Ce courant peut être plus ou moins fort : on parle de l'intensité du courant électrique, grandeur notée I et qui se mesure en ampère (A). Le courant peut circuler dans un circuit électrique à la condition impérative que le circuit soit fermé. Le courant circule alors dans la maille comprenant le générateur, de son pôle positif vers son pôle négatif.

Souvent notée U, la tension électrique est une grandeur qui se mesure en volt (V). Cette grandeur se mesure entre deux points différents du circuit électrique, elle traduit la différence d'inconfort qui règne entre ces deux points pour les porteurs de charge électrique.

Certains conducteurs sont caractérisés par une relation de proportionnalité entre la tension à leurs bornes et l'intensité du courant qui les traverse : ce sont des conducteurs ohmiques. Ils suivent la loi d'Ohm. Leur tendance à plus ou moins s'opposer au passage du courant électrique pour une tension donnée à leurs bornes est mesurée par la valeur de leur résistance R, qui se mesure en Ohm (Ω).

L'appareil de mesure des grandeurs électriques est un multimètre, capable de fonctionner comme un ampèremètre, un voltmètre, un ohmmètre, etc. Un voltmètre doit être branché dans le circuit en dérivation du dipôle aux bornes duquel on souhaite mesurer la tension. Un ampèremètre doit être branché en série dans la branche du circuit dans laquelle on souhaite mesurer l'intensité du courant électrique qui la parcourt.

Les capteurs électriques sont partout : dans les thermomètres électroniques, dans les détecteurs de présence ou de passage, dans les radars de recul des voitures, dans les écrans tactiles, dans les balances électroniques, les microphones, etc !

Un capteur, c'est un objet qui mesure une grandeur et qui en affiche une autre, en lien avec la mesure.
Les thermomètres à alcool affiche une hauteur de liquide qui est en rapport avec la mesure de la température. Les compteurs de vitesse dans une voiture indiquent un angle avec une aiguille en rapport avec la mesure de la vitesse. Les anciennes balances indiquent un angle avec une aiguille en rapport avec la mesure de la masse, etc.
Les capteurs électriques indiquent une grandeur électrique en rapport avec la mesure d'une autre grandeur.

Parmi les grandeurs électriques, on peut citer notamment la tension électrique ou l'intensité du courant électrique.
La valeur d'une tension électrique se mesure entre les bornes d'un dipôle à l'aide d'un voltmètre assemblé en dérivation du dipôle étudié. La valeur de la tension électrique s'exprime en volt (V).
La valeur d'une intensité de courant électrique se mesure dans une branche de circuit à l'aide d'un ampèremètre assemblé en série dans la branche étudiée. La valeur de l'intensité du courant électrique s'exprime en ampère (A).

En tant qu'instument électrique, un capteur électrique obéit aux lois de l'électricité. Rappelons-les :

• Unicité de l'intensité du courant électrique :
  Dans un circuit série, la valeur de l'intensité du courant électrique est la même dans chacune des branches du circuit. Cette valeur est unique.
• Loi des mailles :
  Dans un circuit électrique, une maille désigne un ensemble de branches du circuit formant une boucle.
  Dans une maille, la somme algébrique des tensions aux bornes des dipôles de la maille est nulle.
  Le signe de la tension électrique dépend du sens de la flèche qui la représente et du sens de lecture de la maille.
• Loi des noeuds :
  Dans un circuit électrique, un nœud désigne une fourche dans les branchements électriques.
  À un nœud, la somme algrébrique des intensités des courants électriques est nulle.
  Le signe de l'intensité est généralement positif pour les courants allant vers le nœud, et négatif pour les courants s'éloignant du nœud.

Exemple :

Dans cet exemple, le circuit comporte plusieurs mailles composées d'un générateur noté G, d'un conducteur ohmique noté R et de deux lampes. Le générateur et le conducteur ohmique sont assemblés en série. Les lampes 1 et 2 sont assemblées en dérivation.

Les tensions sont représentées par des flèches rouges près des dipôles et les courants électriques par des flèches vertes. Le symbole en orange indique le sens de lecture de la maille.

La loi des mailles dans la maille de gauche permet d'écrire :
+ E - U_R - U_L1 = 0.
En effet, la flèche rouge E est dans le sens de lecture de la maille, mais les deux autres flèches sont opposées au sens de lecture, d'où le signe "moins".

Dans la maille de droite, la loi des mailles permet d'écrire :
+ U_L1 - U_L2 = 0.

Enfin, dans le nœud supérieur, la loi des nœuds permet d'écrire :
+ I₁ - I₂ - I₃ = 0.

Ces lois nous permettent de bien connaître les grandeurs électriques concernant chaque dipôle d'un circuit. Connaître ces grandeurs est indispensable pour comprendre les données indiquées par les capteurs électriques.

Lorsqu'une tension électrique est appliquée aux bornes d'un dipôle, celui-ci peut changer de comportement électrique et laisser plus ou moins passer le courant électrique qui le traverse. La relation qui existe entre la valeur de la tension appliquée et la valeur de l'intensité du courant électrique dans le dipôle s'appelle la caractéristique du dipôle.

Certains dipôles ont des caractéristiques bien connues, ce sont les conducteurs ohmiques qui suivent la loi d'Ohm : U = R ×I. La valeur de la tension à leurs bornes est proportionnelle à celle de l'intensité du courant qui les traverse. Le coefficient de proportionnalité est la résistance du dipôle en Ohm (Ω). D'autres dipôles ont des caractéristiques moins simples, comme les diodes, les panneaux solaires, les piles, etc.

D'après ces figures, on comprend qu'une diode ne brillera que si on applique au moins une tension de 1 V à ses bornes, ou bien que la tension aux bornes d'une pile diminue si elle fournit un courant de plus en plus intense.

Connaissant la caractéristique d'un capteur, on peut interpréter son fonctionnement, raisonner sur la valeur de la grandeur qu'il mesure et adapter la façon dont il est assemblé dans un circuit électrique.