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11-les dipoles passifs

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Caractéristique de quelques dipôles
passifs
1-Caractéristique d’un dipôle
1-1-Definition
Lorsqu’un courant électrique traverse un dipôle électrique, il
existe une relation entre l’intensité I du courant qui le traverse et
la tension à ses bornes UAB.
La fonction UAB = f(I) ou I = g(UAB) définit la caractéristique
intensité-tension du dipôle.
2-1-Classification des dipôles
1-2-1-Dipôles passifs
Les dipôles passifs ont une caractéristique qui passe par l'origine
(U = 0 ; I = 0) Ce sont des récepteurs électriques : ils reçoivent de
l'énergie électrique.
Exemples : Conducteur ohmique, diode à jonction, diode Zéner, …
2-2-1-Dipôles passifs
Les dipôles actifs ont une caractéristique qui ne passe pas par
l'origine (U ≠ 0 ; I = 0) Ce sont des générateurs électriques : ils
cèdent de l'énergie électrique..
Exemples : piles, accumulateurs, alternateurs, …
3-1-Étude Expérimentale .
pour tracer la caractéristique d'un dipôle passif D , On réalise le
montage ci-contre:
G est un Générateur a tension variable
On peut remplacer G par un
montage potetiométrique (figure
10 page120)
A
G
I
I
D U V
I
Figure 1
2-Caractéristique de quelques dipôles passifs
1-2-Caractéristique d’une lampe à incandescence .
I
Soit le montage de la figure 1
On utilise comme dipôle D , la
lampe à incandescence :
U
On fait varier la tension aux bornes du générateur et pour
chaque valeur de la tension U aux bornes de la lampe, on relève
l'intensité I du courant électrique qui la traverse. on obtient le
tableau suivant :
U(V)
0
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
I(mA)
0
77 110 135 160 180 195 210
On trace le graphe U=f(I)
U(V)
I
U
La Caractéristique de la
lampe à incandescence
I(mA)
-La Caractéristique de la lampe est non linéaire .
-La Caractéristique passe par l’origine, donc la lampe est un
dipôle passif
-Si on permute les branchements aux bornes de la lampe, on ne
note aucun changement, donc la lampe est un dipôle symétrique .
2-2-Caractéristique de la diode a jonction.
La diode normale se présente sous forme d’un petit cylindre
portant un anneau d’un côté. La position de l’anneau
détermine la borne de sortie du courant électrique .
.
A
I
.
K
.
Symbole d’une A I
diode normale
U AK
.
K
On refait l'expérience précédente (figure 1) et on choisit comme
dipôle D , la diode normale, on obtient le tableau suivant :
UAK(V)
I(mA)
-3 -2 -1
0 0 0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
0 0 0 0 0 0 10 80 800
On trace le graphe I=f(U)
I(mA)
.
.
A I
K
U AK
La Caractéristique
d’une diode normale
US
U AK (V)
-La diode normale est un dipôle passif dissymétrique, sa
caractéristique est non linéaire .
-Lorsque la diode normale est polarisée en directe (UAK > 0), elle
ne laisse passer le courant que si la tension UAK dépasse une
tension de seuil US=0,6V .
-Lorsque la diode normale est polarisée en inverse (UAK < 0), elle
se comporte comme un isolant ou un interrupteur ouvert.
3-2-Caractéristique de la diode Zener .
.
.
I
Le symbole d’une diode Zener est A
B
U AB
On recommence l'expérience précédente en utilisant la diode zener
on obtient le tableau suivant :
UAB(V) -7,1 -6,6 -6,4 -6,1 -6 -4 -2 0 0,2 0,4 0,6 0,7 0,8 0,9
I (mA) -430 -240 -130 -20 0 0 0 0 0
0
0 40 170 890
.
.
On trace le graphe I=f(U)
I(mA)
A I
B
U AB
UZ
La Caractéristique
d’une diode Zener
US
-La diode Zener est un dipôle passif dissymétrique, sa
caractéristique est non linéaire .
-En polarisation directe, la diode Zener se comporte comme une
diode normale où US=0,6V .
-En polarisation inverse, elle devient conductrice lorsque la
tension UBA dépasse une tension Zener UZ dont la valeur dépond
du type de la diode .
-polarisée en inverse, la diode Zener est utilisée comme
stabilisatrice de tension .
-Pour -U Z  U AB  US la diode n’est pas conductrice
-Pour U AB  US ou U AB  -U Z la diode est conductrice.
-Remarque : les caractéristiques idéalisées des diodes …
4-2-Caractéristique d’une diode électroluminescente ou DEL .
Le symbole d’une DEL
.
.
A I AB
B
U AB
On refait l'expérience précédente, On obtient le graphe suivant:
-La diode normale est un dipôle I AB
I(mA)
passif dissymétrique, sa
B
caractéristique est non linéaire . A
-La DEL se comporte comme
U AB
une diode normale .
-La valeur de la tension de seuil
US d’une DEL dépond de la
5
US
couleur de la lumière qu’elle
émet lorsqu’elle devient
conductrice .
O
0,5
U AB (V)
-une LED doit toujours être
montée en série avec une
La Caractéristique d’une DEL
résistance de protection .
5-2-La thermistance : CTN ou CTP .
Une thermistance est un dipôle passif linéaire symétrique dont la
résistance dépond de la température . On distingue deux types :
-les CTN dont les résistances diminuent quand la température
augmente ,Elles sont utilisées dans les systèmes d’alarme des
incendies .
-les CTP dont la résistances augmentent quand la température
diminue .
I AB -T
I +T
.
.
.
B
A
U AB
Symbole d’une CTN
.
.
A
.
B
AB
U AB
Symbole d’une CTP
U(V)
Basse
température
Haute
température
La Caractéristique
d’une CTN
I(mA)
6-2-La photorésistance ou LDR .
Une photorésistance est un dipôle passif linéaire symétrique dont
la résistance diminue quand son éclairement augmente .
Les photorésistance sont utilisées dans les systèmes de commandes
automatiques de l’éclairage publique .
I AB
B
A
.
.
U AB
Symbole d’une LDR
U(V)
Eclairement fort
(R grande)
Eclairement
faible (R petite)
La Caractéristique
d’une LDR
I(mA)
7-2-Caractéristique d’une varistance ou VDR .
La VDR est un dipôle passif.
U AB
-La caractéristique d’une VDR
est non linéaire.
-La VDR est un dipôle symétrique. A I AB U
-La résistance d’une VDR
diminue quand la tension entre ses
bornes augmente .
.
.
U
B
I
U AB
.
A I AB
.
B
U
Symbole d’une VDR
La Caractéristique d’une VDR
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