TP MPI 14 : REDRESSEMENT MONO-ALTERNANCE D’UNE TENSION 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 en faisant attention au sens de branchement de la DEL. 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. R = 1 kΩ d- En faisant varier la tension délivrée par le générateur , remplissez le tableau suivant. Commencez par les valeurs de Ud positives, puis pour obtenir les valeurs de Ud négatives, vous inverserez les bornes du générateur. 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- Enregistrez ce graphique dans votre compte au nom des deux élèves. h- Sur le graphique suivant est représenté la caractéristique d’une diode classique. Placez-y la tension seuil US sur l’axe des abscisses, 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 masse 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. Fixer un signal sinusoïdal de fréquence f = 1 kHz et d’amplitude de 15 V. Faites vérifier le montage par le professeur. C masse GBF B sortie A R = 150 On souhaite réaliser l’acquisition des tensions UAC et UBC à l’aide du logiciel d’acquisition Orphy . CH1 CH2 a- Représentez les tensions UAC , UAB et UBC sur le schéma. b- A partir de leur fréquence, 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. Cette relation nous montre que l’intensité I évolue de la même façon que la tension UBC. f- Que vaut l’intensité I lorsque UAC > 0 ? Que vaut l’intensité I lorsque UAC < 0 ? g- Expliquez le rôle de la diode dans un montage alimenté en courant alternatif. On dit que le redressement de la tension est monoalternance. 2- Bilan Sur le graphique suivant, on a représenté les tensions Ug, Ud et Ur en fonction du temps t. a- De ces trois tensions, laquelle est UAC ,UAB, UBC ? b- Quelle est la relation entre Ug, Ud et Ur ? c- Cette relation étant vérifiée lorsque la diode est passante et lorsqu’ elle est bloquée, surlignez sur le graphique suivant Ug en bleu, Ur en rouge et Ud en vert.