art24- redressement

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L.S.H.ARIANA........................................................
tech ***ART 25
.......................................................
cours 6
Article…..24.
Leçon ; ………………………Redressement
monophasé…………………………
Objectifs du programme :
Identifier à partir d’une carte d’alimentation d’un système, les structures
matérielles qui réalisent la fonction redressement.
Objectifs de la leçon :
Identifier un redresseur monophasé simple alternance.
Identifier un redresseur monophasé double alternance.
- Préparée par :
SOURI Raouf.
BEN SAAD Sihem.
MEHRI Meryem.
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cours 6
REDRESSEMENT MONOPHASE
1 - INTRODUCTION :
Certains circuits électroniques nécessitent une alimentation en courant
continu, généralement sous très basse tension (24v max).
Pour cela il faut convertir le courant alternatif du réseau en un courant
continu. Le dispositif permettant cette conversion (du CA en CC) s’appelle
REDRESSEUR.
Dans ce qui suit, on s’intéressera aux redresseurs à diodes.
U
Montages
redresseurs à base
des diodes
17v∼
t
U
15v
t
2 - REDRESSEMENT :
D
Id
Symbole de la diode:
A
K
Ud
•
Soit UD = VA - VK
Si U D ≥ 0 (polarisation directe)
c.-à-d.
VA > VK ;
La diode est
……………………, elle est équivalente à un ……………………….
+
-
A
K
A
Si U D < 0 (polarisation inverse) c.-à-d.
……………..………,
elle
est
K
VA < VK ;
équivalente
La diode est
à
un
………………………………
+
-
A
K
A
K
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cours 6
On suppose que les diodes utilisées sont idéales ; c'est-à-dire que la tension
aux bornes de la diode est nulle (U d=0) lorsqu ’elle est passante et que le courant
inverse dans la diode est nul (Iinv=0).
Caractéristique de la diode
Id
Id
Ud
Ud
Caractéristique réelle
Caractéristique idéale
2-1-Redressement simple alternance (mono-alternance) :
2-1-1- schéma de montage :
Réseau en TBT alternative
Voie A
∼
Voie B
12v/50hz
1kΩ
masse
2-2-2- courbes :
u R(t)
t
u D(t)
URMAX
t
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2-2-3- Interprétation:
….………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………
…..…………………………………..…………..………………………..…………………………………..……………
…………………………………………………..…………………………………..…………………………………..…
………………………....…………………………………..…………………………………..…………………………
…………………………..………..…………………………………..…………………………………..………………
2-2-4- Schéma equivalent:
Ud ≠0
Ud =0
UR
U
R
UR
U
Diode passante
R
Diode bloquée
Expression de la tension moyenne :
URmoy = VM / ∏ .
Expression de l’intensité moyenne :
Imoy = (URmoy)/ R.
Expression de la tension efficace :
UR = Umax / 2.
Expression de l’intensité efficace :
I= Imax / 2.
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2-2-
Redressement double alternance ( bi-alternance) :
2-2-1- Redressement avec pont de Graetz :
•
Montage :
voie A
12v/50hz
R
1kΩ
masse
•
Courbes :
u (t)
t
uR(t)
t
•
Interprétation :
…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………
…..…………………………………..…………..………………………..…………………………………..……………
…………………………………………………..…………………………………..…………………………………..…
………………………....…………………………………..…………………………………..…………………………
…………………………..………..…………………………………..…………………………………..………………
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•
Schémas équivalents :
u
u
uR
uR
Le courant traversant la résistance passe
de A vers B et [uR(t)= u.]>0
Le courant traversant la résistance passe
de A vers B et [uR
(t)= -u.]>0
Expression de la tension moyenne :
URmoy =2* (VM /∏).
Expression de l’intensité moyenne :
Imoy = (URmoy)/ R.
Expression de la tension efficace :
UR = Umax.
Expression de l’intensité efficace :
I= U max/ R.
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2-2-2- Redressement avec transformateur à point milieu :
•
Montage :
A
voie A
K
220V
50Hz
R
A
ur(t)
K
masse
•
Courbes :
u R(t)
t
•
Interprétation :
…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………
…..…………………………………..…………..………………………..…………………………………..……………
…………………………………………………..…………………………………..…………………………………..…
………………………....…………………………………..…………………………………..………………………
…………………………..………..…………………………………..…………………………………..………………
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3 - FILTRAGE:
Pour diminuer l’ondulation de la tension redressée, on utilise filtre. Donc le filtrage
consiste à transformer la tension ondulée (redressée) en une tension aussi constante
que possible. L’élément électronique, le plus simple, utilisé pour cette fonction est un
condensateur (chimique) branché en parallèle avec la charge.
3-1- Montage :
A
12v/50hz
u(t)
voie A
K
C
R
u (t)
R
masse
3-2- Courbes :
En régime permanent l’allure de la tension uR (t) est comme suit.
∆ond
uR(t)
t
Remarque : L’éleve doit faire attention que cette allure correspond à un montage de
redressement double alternance ou à celui d’un transformateur à point milieu.
3-3- Interprétation :
…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………
…..…………………………………..…………..………………………..…………………………………..……………
…………………………………………………..…………………………………..…………………………………..…
………………………....…………………………………..…………………………………..…………………………
…………………………..………..…………………………………..…………………………………..………………
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…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………
4 - STABILISATION:
La tension filtrée présente encore des ondulations (∆ond), pour la stabiliser,
plusieurs dispositifs de stabilisation peuvent être utilisés. Généralement, on distingue
deux méthodes de stabilisation ;
− Stabilisation par diode zéner.
− Stabilisation par circuit intégré.
4-1- Stabilisation par diode Zéner :
On utilise une diode zéner (diode régulatrice de la tension) pour maintenir la
tension de sortie parfaitement constante.
La diode zéner n ’est utilisée qu’en inverse c-à-dire sa cathode est reliée au
pôle positif du générateur et l’anode au pôle négatif.
4-1-1- Symbole et caractéristique :
I
Vz
V
+
4-1-2- Montage :
D1
Diode de
R1
1k
redressement
+
12V/50Hz
-
+
100uF
Dz
ZENER
R2
1k
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4-1-3- Courbe :
UDz
t
4-2-
Stabilisation par circuit intégré :
Cette fois si la stabilisation est faite à l’aide d’un circuit intégré délivrant à sa
sortie une tension constante de 5V.
Ce circuit est appelé ; le régulateur L7805.
4-2-1- Symbole et caractéristique :
Désigne la valeur de la
tension de sortie du circuit.
Désigne la série du circuit
Rég
L78 05
IN
L 78 XX
OUT
COM
Désigne le signe de la
tension délivrée
4-2-2- Schéma de montage :
Rég
L7805
D1
Diode de redressement
IN
OUT
COM
+
12V/50Hz
-
+
1000uF
C2
0.1uF
C3
0.1uF
+
-
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Récapitulation :
Redressement mono-alternance :
u (t)
∼
12v/50hz
t
1kΩ
uR(t)
uR(t)
Masse
t
Redressement double alternance :
u (t)
t
12v/50hz
R
uR(t)
1kΩ
t
Masse
Alimentation stabilisée :
L7805
220v (∼).
5v DC
v
v
t
v
t
v
t
vs
t
5v
t
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Article…..25.
Leçon ; ………………………Adaptation en
tension…………………………….
Objectifs du programme :
Déterminer les caractéristiques d’un transformateur (U 1, U2, S et m).
Déterminer le rendement d’un transformateur.
Savoir choisir un transformateur.
Objectifs de la leçon :
Donner le principe de la fonction adaptation en tension.
Déterminer les caractéristiques d’un transformateur monophasé.
Sélectionner le choix d’un transformateur monophasé.
Préparée par :
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BEN SAAD Sihem.
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ADAPTATION EN TENSION
I-
Introduction :
Avant brancher un récepteur sur une source d'énergie électrique, il faut
vérifier si la tension du récepteur correspond à celle du générateur.
Si ces deux tensions (générateur et récepteur) ne sont pas égales, il faut
intervenir pour adapter le récepteur aux grandeurs du réseau (générateur). On
appelle cette opération : Adaptation en tension.
G : Générateur
(réseau).
G
UG
Ue
A
US
Adapteur
UR
R
A : Dispositif
assurant la
fonction
d’adaptation.
R : Récepteur.
Les appareils se distinguent selon la nature de la tension à adapter et le
rendement pendant le transfert d’énergie.
• En courant continu :
En courant continu, on trouve comme dispositifs d’adaptation ; des potentiomètres,
des alimentations réglables…etc. mais ceux-ci présentent le plus souvent un mauvais
rendement et condition à respecter :
Ue ≥ Us
Ue
Us
RedressementGmonophasé-------------------------------------------R
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• En courant alternatif :
En courant alternatif, généralement, les dispositifs d’adaptation sont des
transformateurs. Ils présentent un excellent rendement.
On peut avoir aussi avec le transformateur :
♦ UE > US
♦ UE < US
♦ UE = US
:
:
:
Transformateur …………………
Transformateur …………………
Transformateur………………….
II- Transformateur monophasé :
II-1- Définition et rôle :
Le transformateur est une machine statique qui permet l’adaptation en tensions et
le transport d’énergie électrique à grande distance, d’une façon économique.
II-2- Principe :
Le principe de fonctionnement d’un transformateur se base sur la loi de Faraday
qui dit :
« Tout conducteur placé dans un champs magnétique variable est le siège d’une
f.é.m induite ».
II-3- Description:
Un transformateur monophasé est constitué de deux enroulements enlaçant un
circuit magnétique commun.
2emme
enroulement
er
1 enroulement
Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 14
Transformateur monophasé
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circuit magnétique :
Le circuit magnétique est constitué par des tôles minces isolées électriquement
entre elles et empilées l’une sur l’autre pour réduire les pertes par courant de
FOUCAULT.
La forme la plus rencontrée est celle donnée par la figure ci –dessous :
Noyaux
Traverses
Deux noyaux (colonnes) sont réunis par deux traverses (culasses).
Pour réduire les entrefers (réduire les pertes magnétiques donc améliorer le
rendement du transformateur), on serre fortement les culasses contre les noyaux.
circuit électrique :
Il est constitué de deux enroulements disposés sur les noyaux est isolés entre eux
électriquement :
♦ L’enroulement branché sur la source d’énergie s’appelle : enroulement
primaire.
♦ L’enroulement alimentant les récepteurs s’appelle : enroulement secondaire.
Symbole :
Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 15
Forme 1
Forme 2
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cours 6
Fonctionnement à vide d’un transformateur :
Un transformateur fonctionne à vide lorsque son secondaire est ouvert (I2 = 0).
a-
Montage :
A1
220V
V1
V2
50Hz
On définit le rapport de transformation « m »par le rapport entre la tension de
sortie du transformateur à vide et la tension d’entrée.
m = U20/U10.
= N2/N1.
b-
Expérience :
c-
Conclusion :
U10
I1
U20
…………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………
Fonctionnement en charge d’un transformateur :
On relie une charge variable aux bornes du secondaire du transformateur
W
A1
W
A2
Redressement monophasé----------------------------------------------------220V Page 16
U1 V1
50Hz
U2 V2
Charge
varible
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tech ***ART 25
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cours 6
comme le montre le schéma ci-dessous :
III- Puissances :
III-1 Puissances apparentes :
Les puissances apparentes sont exprimées en (VA) sont :
Au primaire : S1 = ………………
Au secondaire : S2 = ……………
III-2 Puissances actives :
Les puissances actives (exprimées en W) mises en jeu dans un transformateur
sont indiquées ci-dessous :
P a : puissance absorbée au primaire.
P j1 : pertes par effet joules dans le primaire.
P j2 : pertes par effet joule dans le secondaire.
P f : pertes dans le fer (circuit magnétique).
P u : puissance utile dans le secondaire.
On a : Pa = Pu + Σpertes
Donc
P1 = P2+Pf+Pj1+Pj2
Avec
P J = P j1+ P j2
P f ≅ P 10
Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 17
L.S.H.ARIANA------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Cours 6 ème tech
***ART 24
IV- Rendement :
Le rendement du transformateur est donné par la relation suivante :
η = Pu / Pa = P2 / P1
V- Choix d’un transformateur :
Le choix d’un transformateur dépend de la charge à alimenter.
Il faut vérifier que la puissance active au secondaire soit supérieure à celle
demandée par la charge.
VI- Application :
Soit un transformateur de 220 / 50 V, compléter le tableau suivant :
P2 (W)
0,7
P1 (W)
99
0.8
49.5
44
η (%)
77.77
88.8
0.818
50
45
90
1
80
76
95
0.85
39.61
37.4
94.4
I1 (A)
0.5
I2 (A)
cosϕ1
cosϕ2
2
0,9
0.25
1
0.25
0.345
0.2
1
0.9
0.9
0.9
0.9
1.38
0.8
77
Document élève ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ---------Page 18 / 18