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