TRAVAUX PRATIQUES ELECTRONIQUEFONDAMENTALE TP N° : 03 Nom : Bouazza Pernom : Aymen ENERGIE RENOVELABLE ET ENVIRONNEMENT 1 TRAVAUX PRATIQUES ELECTRONIQUEFONDAMENTALE 1. But de lamanipulation Le but de ce TP est de modéliser des circuits électriques complexes et à les réduire en circuits électriquestrèssimplesnouspermettantd'appliquerlesloisfondamentalesdel'électricitésansaucune acrobatie decalcul. 2. Rappelthéorique 2.1. Théorème deThévenin Un dipôle actif qui contient plusieurs sources de tensions et de courant ainsi qu’un nombre d’impédances, peut être réduit à une seule source de tension (tension de Thévenin) en série avec une impédance unique (impédance de Thévenin). (Voire figure. 1). R1 E RTh a R2 Rch a Rch VTh b b Figure. 1 : Modèle de Thévenin. 2.1.1. Procédure decalcul a. Tension deThévenin On déconnecte la résistance (ou impédance de charge Rch) et on calcule la tension à vide VAB. Donc : Vab = VTh. b. Résistance deThévenin On garde la charge (Rch) déconnectée. On court-circuite ensuite toutes les sources de tension et on déconnecte toutes les sources decourant. On calcul ensuite la résistance globale du circuit vue entre les points a et b (Rab) pour aboutir à la résistance de ThéveninRab= RTh. Example : On considère le circuit suivant : 2 TRAVAUX PRATIQUES ELECTRONIQUEFONDAMENTALE R1 R3 Rch R2 E a Vch b Pour calculer la tension Vchen utilisant le théorème de Thévenin on doit trouver le circuit équivalant de Thévenin du circuit ci-dessus. a. Calculer VTh: Pour calculer VTh on doit débrancher la charge Rchen calculant la tension entre les deux points a et bcomme suit : R1 a R3 R2 E V b Ce circuit est ouvert entre les deux points a et b, donc il n’y a aucun courant qui passe à travers larésistanceR3,parconséquence,latensionentrelesdeuxpointsaetbvaêtrelamêmequelatension aux bornes de la résistance R2, en appliquant la notion de diviseur de tension on trouve que: 𝑅2 𝑉 = 𝑉𝑇ℎ = 𝐸 (1) 𝑅2+𝑅1 b. CalculerRTh Pour calculer RTh on doit garder Rchen mettant le générateur de tension E en court-circuit : R1 R3 a R2 Req b 3 TRAVAUX PRATIQUES ELECTRONIQUEFONDAMENTALE La résistance de ThéveninRth va correspondre à la résistance équivalente de ce circuit entre les deux points a et b : 𝑅𝑒𝑞 = 𝑅 𝑇ℎ = 𝑅3 + (𝑅1 \\ 𝑅2 ) = 𝑅3 + 𝑅1𝑅2 𝑅1+𝑅2 (2) Finalement le circuit équivalent de Thévenin peut représenter comme suit : RTh a Rch VTh V b Donc la tension V aux bornes de la résistance Rchpeut s’écrit comme suit : (3) V=𝑉 𝑅𝑐ℎ 𝑇ℎ𝑅 +𝑅 𝑐ℎ 𝑇ℎ 3. Manipulation 3.1. Travailpersonnel a. A l’aide de Proteus réaliser le circuit ci-après: E 12V a R1 R3 330 820 R 300 +88.8 b mA R2 R4 680 220 b. Simuler le circuit et relever le courant qui passe à travers la résistanceR. I= 7.96 mA c. DébrancherlarésistanceRetmesurerlatensionentrelesdeuxpointsaetb(Vab=VTh)commesuit: Vth=5.54 V 4 TRAVAUX PRATIQUES ELECTRONIQUEFONDAMENTALE R3 330 820 a 12V b Volts +88.8 E R1 R2 R4 680 220 d. Garder la résistance R débranchée, mettre le générateur E en court-circuit et calculer la résistance équivalente entre les deux points a et b (Rab=RTh) comme suit: Rth=395.64Hom HM1 OHMMETER R1 330 R3 820 +88.888 Ohms a b R2 R4 680 220 e. En utilisant les mesures trouvées précédemment (VTh et RTh) réaliser le circuit de Thévenin et calculer le courant qui passe à travers la résistance R comme suit:I=7.69 mA RTH 495.65 mA 5.54V +88.8 VTH Circuit de Thévenin R 300 5 TRAVAUX PRATIQUES ELECTRONIQUEFONDAMENTALE f. Comparer le courant trouvé à l’étape e avec celle trouvé à l’étape b. que peut-on dire sur le théorème de Thévenin? Est réduit un circuit complexes à circuit simple . 3.2. Travailprésentiel En utilisant le circuit suivant (Figure. 2) : R3=820Ω R1=330Ω E = 12v a R=300Ω A R2=680Ω b R1=220Ω Figure. 2 a. Trouver le courant I circulant dans la résistance R par la méthode desmailes. I=7.96 mA b. Trouver le circuit équivalent de Thévenin (VTh, RTh) vu par la résistanceR. c. En déduire le courant I circulant dansR. d. Réaliser le montage de la figure2. e. Citer le matérielutilisé. Amperemetre , Batterie , resistances f. Mesurer l’intensité du courant circulant dans la résistanceR. I=7.96 mA g. Débrancher la résistance R et mesurer la tension à vide Vab (Vab=VTh).Vth=5.54 V h. Mettre en court-circuit la source de tension E, tout en gardant la résistance R débranché, à l’aide d’un ohmmètre mesurer la résistance RTh entre les bornes a et b (RAB =RTh).Rth = 395.64 HomD i. Dessiner et réaliser le montage équivalent de Thévenin à l’aide de VTh etRTh. j. Mesurer le courant I circulant dans la résistanceR. k. Conclusion. D’ après les résultats obtenus on peut dire que les valeurs pratiquement est presque égale les valeurs théorique . 6
