TP MPI : CARCTERISTIQUE D`UN CONDUCTEUR OHMIQUE

TP MPI 14 : REDRESSEMENT MONO-ALTERNANCE D’UNE TENSION ALTERNATIVE
La production électrique industrielle fournit une tension alternative de fréquence 50 Hz. Au niveau
domestique, la tension efficace du secteur est de 230 V. De nombreux appareils ne fonctionnent
qu’alimentés par une tension continue inférieure à 24 V. Un adaptateur est alors utilisé pour utiliser
cette tension. Il faut donc abaisser la tension fournie et la transformer en tension continue.
La première étape consiste à redresser la tension alternative.
I-
FONCTIONNEMENT D’UNE DIODE
1) Introduction
-
6V
+
Réaliser le circuit ci-contre.
a- Inversez le sens de branchement de la DEL (Diode ElectroLuminescente). Qu’observez vous ?
b- En déduire le comportement d’une diode lorsqu’elle est
passante et lorsqu’elle est bloquée.
R = 1 kΩ
2) Tracé de la caractéristique de la diode
Réaliser le circuit ci-contre.
On souhaite mesurer la tension Ud aux bornes de la diode et
l’intensité I du courant circulant dans le circuit.
Générateur de tension
variable 0-12V
-
a- Représentez ces deux grandeurs sur le schéma.
b- Comment s’appellent les appareils de mesure que vous allez
utiliser pour mesurer ces deux grandeurs ? Redessinez le
schéma du montage en représentant ces appareils.
c- Placez ces appareils dans le montage.
d- En faisant varier la tension délivrée par le générateur ,
remplissez le tableau suivant :
+
R = 1 kΩ
Ud (V)
I (mA)
-0,90
-0,80
-0,70
-0,60
-0,50
-0,40
-0,30
-0,20
-0,10
Ud (V)
I (mA)
0
0,10
0,20
0,30
0,41
0,43
0,44
0,47
0,49
Ud (V)
I (mA)
0,51
0,52
0,53
0,54
0,55
0,57
0,58
0,59
0,60
Ud (V)
I (mA)
0,61
0,62
0,69
e- A l’aide du tableur regressi, représentez l’évolution de I en
fonction de Ud, soit I = f(Ud).
f- Commentez la caractéristique I = f(Ud) de cette diode. Vers
quelle valeur maximale tend Ud ? On appelle cette valeur
la tension seuil US.
g- Donnez la valeur de la tension seuil US.
h- Enregistrez ce graphique dans votre compte au nom des
deux élèves.
i- Sur le graphique suivant est représenté la caractéristique
d’une diode classique. Placez-y la tension seuil US, le
domaine correspondant à la diode bloquée, le domaine correspondant à la diode passante.
II-
COMMENT REDRESSER UNE TENSION ALTERNATIVE ?
1- Circuit redresseur de tension
GBF
Réaliser le circuit suivant. Reliez la voie CH1 à la
voie EAO, la voie CH2 à la voie EA1 et la masse
aux voies OV. Faites vérifier le montage par le
professeur. Fixer un signal sinusoïdal de
fréquence f = 1 kHz et d’amplitude de 15 V.
C
masse
B
A
R = 150 
On souhaite réaliser l’acquisition des tensions UAC
et UBC à l’aide du logiciel d’acquisition Orphy .
CH1
CH2
a- Laquelle de ces deux tensions représente la tension délivrée par le générateur ? Représentezles sur le schéma.
b- Calculez la période T en ms de ces deux signaux (ils ont la même période).
c- On souhaite réaliser une acquisition permettant de visualiser 6 périodes. Quelle doit être la
durée totale de l’acquisition ?
d- Ouvrez le programme WINORPHY→Acquisitions : configurez l’interface : capteur 1,
voltmètre +/- 10 V, entrée analogique EA0 et capteur 2, voltmètre +/- 10 V, entrée
analogique EA1→poursuivre→ vumètre→acquisitions → paramètres : fixez les paramètres
suivants : abscisse : temps t(s), durée totale de l’acquisition : 6 ms, nombre de points de
mesure : 201, période d’échantillonnage : 0,03 ms→poursuivre→
e- En appliquant la loi d’Ohm, écrivez l’expression de l’intensité I du courant circulant dans le
circuit.
f- En déduire que l’intensité I évolue de la même façon que la tension UBC.
g- Commenter l’évolution de l’intensité I du courant dans le circuit au cours du temps.
h- Expliquez le rôle de la diode dans un montage alimenté en courant alternatif.
i- Pourquoi dit-on que le redressement est monoalternance ?
2- Bilan
Sur le graphique suivant, on a représenté les tensions Ug, Ud et Ur en fonction du temps t.
abcde-
Représentez ces trois tensions sur le schéma du II).
Quelle est la relation entre ces trois valeurs. Justifiez.
Surlignez Ug en bleu, Ur en rouge et Ud en vert.
Montrez sur le graphique que cette relation est respectée lorsque la diode est passante.
Montrez sur le graphique que cette relation est respectée lorsque la diode est bloquée.