TP Résistance d`entrée et résistance de sortie

TP Résistance d’entrée et résistance de sortie
On trouvera dans les annexes, les informations nécessaires, pour réaliser les mesures demandées dans le TP,
soit les éléments pour élaborer le protocole expérimental.
Concernant la réponse à la question II-1) On donnera le résultat avec son incertitude composée, il faudra
alors consulter le manuel qui donne les incertitudes des instruments utilisés.
I) Tracé de caractéristique
1) Tracé point par point de la caractéristique d’une pile
2) Tracé dynamique de la caractéristique d’une diode zener
II) Mesure de résistance de sortie
1) Celle d’un GBF
2) Celle d’un baladeur
III) Mesure de résistance d’entrée
1) Celle d’un oscilloscope
2) Celle d’un écouteur

Annexe 1) Adaptation d’impédance
1) Rendement de puissance maximal : Zentrée Load >> Z sortie source
La puissance transférée entre une source électrique et une charge électrique dépend de la tension de la source et
des impédances d'aussi bien la source que la charge. Le rendement électrique du système s'écrit :
Le rendement sera donc optimisé si l'impédance de la charge est très grande par rapport à celle de la source, donc désadaptée.
Mais il faut bien avoir conscience qu’alors la puissance transférée tend vers 0. La puissance ne passe pas même si la tension est
transmise car le courant entrant dans la charge est évanescent. L’information étant véhiculée par la tension plutôt que par le
courant ce n’est pas grave.
En électroacoustique, c’est dans ce cas que l’on se place :
La résistance de sortie du capteur de la guitare électrique Fender est petite devant l’impédance d’entrée de
l’ampli à tubes Marshall.
L’impédance de sortie de l’ampli Yamaha est petite devant l’impédance du Haut parleur Bose.
L’impédance de sortie du micro est petite devant l’impédance d’entrée du préampli.
L’impédance de sortie du signal analogique délivré par le lecteur de CD résultant d’une conversion d’un
signal numérique est petite devant l’impédance d’entrée de l’ampli Line.
L’intérêt de cette technique, c’est surtout que l’enregistrement ne dépende pas du capteur, soit de sa
résistance de sortie RS ou pire de son impédance de sortie Zs qui dépend de la fréquence et
introduirait une distorsion dépendant de la fréquence, mais seulement du signal informatif.
2) Maximisation de la puissance transmise
Maintenant, il faut savoir que quelque fois, on ne cherche pas à optimiser le rendement, mais à optimiser la
puissance qui passe dans le récepteur, c’est un autre problème qui a une autre solution : la puissance transférée est
maximale quand Zentrée load=Zg*=Zsortie source*. Le démontrer.
Par exemple dans la transmission radioélectrique antenne vers ampli. Mais alors autant de puissance est perdue
dans l’antenne, qu’il n’en passe dans l’ampli, le rendement n’est que de ½.
Cette réalisation de l’adaptation peut se faire avec des circuits LC par exemple, ou avec un transformateur

Exercice :
1) Soit un générateur sinusoïdal d’impédance interne complexe Zg . ce générateur alimente une charge Zu complexe. Montrer que la puissance dissipée dans la
charge est maximale quand Zu=Zg
*
2)Le générateur a maintenant une impédance interne purement résistive Rg et il alimente une charge purement résistive elle aussi Ru >Rg. On est donc pas dans les
conditions de l’adaptation d’impédance.
Montrer que le montage suivant permet de se placer dans les conditions de l’adaptation d’impédance.
3) Le générateur a maintenant une impédance interne purement résistive Rg et il alimente une charge purement résistive elle aussi mais Ru est maintenant
inférieur à Rg. On est toujours pas dans les conditions de l’adaptation d’impédance.
Montrer que le montage suivant permet de se placer dans les conditions de l’adaptation d’impédance.
4) Les lois de fonctionnement d’un transformateur parfait sont ici pour des charges résistives
Usecondaire = nUprimaire et Iprimaire= nIsecondaire
On constate que la puissance est bien sur conservée. N est le rapport du transformateur il est supérieur à 1 si le transformateur est élévateur , il est inférieur à 1 si le
transformateur est abaisseur.
Montrer que l’utilisation de deux transformateurs adéquat permet aussi de réaliser une adaptation d’impédance dans les deux cas précédents.
5) On considère maintenant le problème différent : la charge est donnée et complexe ; comment choisir l’impédance interne du générateur pour dissiper le
maximum de puissance dans la charge ?
3) Dernier cas adaptation d’impédance pour éviter les réflexions
impédance du câble = impédance du générateur= impédance de l’oscilloscope pour éviter les réflexions parasites
L
C
Rg
Ru
E
L
C
Rg
Ru
E

Annexe 2 : Technique de mesure des impédances d’entrée et de sortie
Pour la résistance d’entrée ; quand Raux=Re la tension d’entrée est divisée par 2
Pour la résistance de sortie ; quand Raux=RS la tension de sortie est divisée par 2
Pour les composants audio, on sera amené à travailler en sinusoïdal forcé à 440 Hz
E
Raux
Re
E
Rs
Raux

Annexe 3 : Caractéristique dynamique
On travaille à faible fréquence 30 Hz, en mode refresh si on est en bicourbe en fonctionnement normal si
on sélectionne le mode XY
On évitera la sélection AC car les condensateurs des filtres parasitent à basse fréquence.
1) Problème de masse
On utilise à priori le montage suivant où en voie B on devrait avoir une tension proportionnelle à l’intensité
qui parcourt le circuit donc la diode et en voie A la tension aux bornes de la diode et donc en mode XY la
caractéristique, puisque l’alimentation sinusoïdale permet « d’excursionner » toutes les tensions possibles.
Or on obtient une droite horizontale. Pourquoi? Représenter le trajet du courant sur le schéma de droite.
2) Montage pratique
On choisit pour ce montage la valeur de la résistance de protection Rp =100 Ohms et la tension crête-crête 5V telle que
le courant maximum qui parcourt le circuit n’excède pas (loin de là) le courant maximal admissible par la diode.
A
B
masse de
l’oscillo
masse du
générateur
RP=1k
+
_
Terre installation
CH1 =A
CH2= B
Masse de
l’oscillo
GBF
Oscillo
Masse du
générateur
Rp=100
CH1
CH2
A
B
I
UB
Mesurée par CH2
UA
mesurée par
CH1