L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 Article…..24. Leçon ; ………………………Redressement monophasé………………………… Objectifs du programme : Identifier à partir d’une carte d’alimentation d’un système, les structures matérielles qui réalisent la fonction redressement. Objectifs de la leçon : Identifier un redresseur monophasé simple alternance. Identifier un redresseur monophasé double alternance. - Préparée par : SOURI Raouf. BEN SAAD Sihem. MEHRI Meryem. Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 1 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 REDRESSEMENT MONOPHASE 1 - INTRODUCTION : Certains circuits électroniques nécessitent une alimentation en courant continu, généralement sous très basse tension (24v max). Pour cela il faut convertir le courant alternatif du réseau en un courant continu. Le dispositif permettant cette conversion (du CA en CC) s’appelle REDRESSEUR. Dans ce qui suit, on s’intéressera aux redresseurs à diodes. U Montages redresseurs à base des diodes 17v∼ t U 15v t 2 - REDRESSEMENT : D Id Symbole de la diode: A K Ud • Soit UD = VA - VK Si U D ≥ 0 (polarisation directe) c.-à-d. VA > VK ; La diode est ……………………, elle est équivalente à un ………………………. + - A K A Si U D < 0 (polarisation inverse) c.-à-d. ……………..………, elle est K VA < VK ; équivalente La diode est à un ……………………………… + - A K A K Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 2 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 On suppose que les diodes utilisées sont idéales ; c'est-à-dire que la tension aux bornes de la diode est nulle (U d=0) lorsqu ’elle est passante et que le courant inverse dans la diode est nul (Iinv=0). Caractéristique de la diode Id Id Ud Ud Caractéristique réelle Caractéristique idéale 2-1-Redressement simple alternance (mono-alternance) : 2-1-1- schéma de montage : Réseau en TBT alternative Voie A ∼ Voie B 12v/50hz 1kΩ masse 2-2-2- courbes : u R(t) t u D(t) URMAX t Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 3 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 2-2-3- Interprétation: ….………………………………..…………………………………..…………………………………..………………… …..…………………………………..…………..………………………..…………………………………..…………… …………………………………………………..…………………………………..…………………………………..… ………………………....…………………………………..…………………………………..………………………… …………………………..………..…………………………………..…………………………………..……………… 2-2-4- Schéma equivalent: Ud ≠0 Ud =0 UR U R UR U Diode passante R Diode bloquée Expression de la tension moyenne : URmoy = VM / ∏ . Expression de l’intensité moyenne : Imoy = (URmoy)/ R. Expression de la tension efficace : UR = Umax / 2. Expression de l’intensité efficace : I= Imax / 2. Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 4 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 2-2- Redressement double alternance ( bi-alternance) : 2-2-1- Redressement avec pont de Graetz : • Montage : voie A 12v/50hz R 1kΩ masse • Courbes : u (t) t uR(t) t • Interprétation : …………………………………..…………………………………..…………………………………..………………… …..…………………………………..…………..………………………..…………………………………..…………… …………………………………………………..…………………………………..…………………………………..… ………………………....…………………………………..…………………………………..………………………… …………………………..………..…………………………………..…………………………………..……………… Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 5 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 • Schémas équivalents : u u uR uR Le courant traversant la résistance passe de A vers B et [uR(t)= u.]>0 Le courant traversant la résistance passe de A vers B et [uR (t)= -u.]>0 Expression de la tension moyenne : URmoy =2* (VM /∏). Expression de l’intensité moyenne : Imoy = (URmoy)/ R. Expression de la tension efficace : UR = Umax. Expression de l’intensité efficace : I= U max/ R. Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 6 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 2-2-2- Redressement avec transformateur à point milieu : • Montage : A voie A K 220V 50Hz R A ur(t) K masse • Courbes : u R(t) t • Interprétation : …………………………………..…………………………………..…………………………………..………………… …..…………………………………..…………..………………………..…………………………………..…………… …………………………………………………..…………………………………..…………………………………..… ………………………....…………………………………..…………………………………..……………………… …………………………..………..…………………………………..…………………………………..……………… Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 7 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 3 - FILTRAGE: Pour diminuer l’ondulation de la tension redressée, on utilise filtre. Donc le filtrage consiste à transformer la tension ondulée (redressée) en une tension aussi constante que possible. L’élément électronique, le plus simple, utilisé pour cette fonction est un condensateur (chimique) branché en parallèle avec la charge. 3-1- Montage : A 12v/50hz u(t) voie A K C R u (t) R masse 3-2- Courbes : En régime permanent l’allure de la tension uR (t) est comme suit. ∆ond uR(t) t Remarque : L’éleve doit faire attention que cette allure correspond à un montage de redressement double alternance ou à celui d’un transformateur à point milieu. 3-3- Interprétation : …………………………………..…………………………………..…………………………………..………………… …..…………………………………..…………..………………………..…………………………………..…………… …………………………………………………..…………………………………..…………………………………..… ………………………....…………………………………..…………………………………..………………………… …………………………..………..…………………………………..…………………………………..……………… Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 8 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 …………………………………..…………………………………..…………………………………..………………… 4 - STABILISATION: La tension filtrée présente encore des ondulations (∆ond), pour la stabiliser, plusieurs dispositifs de stabilisation peuvent être utilisés. Généralement, on distingue deux méthodes de stabilisation ; − Stabilisation par diode zéner. − Stabilisation par circuit intégré. 4-1- Stabilisation par diode Zéner : On utilise une diode zéner (diode régulatrice de la tension) pour maintenir la tension de sortie parfaitement constante. La diode zéner n ’est utilisée qu’en inverse c-à-dire sa cathode est reliée au pôle positif du générateur et l’anode au pôle négatif. 4-1-1- Symbole et caractéristique : I Vz V + 4-1-2- Montage : D1 Diode de R1 1k redressement + 12V/50Hz - + 100uF Dz ZENER R2 1k Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 9 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 4-1-3- Courbe : UDz t 4-2- Stabilisation par circuit intégré : Cette fois si la stabilisation est faite à l’aide d’un circuit intégré délivrant à sa sortie une tension constante de 5V. Ce circuit est appelé ; le régulateur L7805. 4-2-1- Symbole et caractéristique : Désigne la valeur de la tension de sortie du circuit. Désigne la série du circuit Rég L78 05 IN L 78 XX OUT COM Désigne le signe de la tension délivrée 4-2-2- Schéma de montage : Rég L7805 D1 Diode de redressement IN OUT COM + 12V/50Hz - + 1000uF C2 0.1uF C3 0.1uF + - Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 10 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 Récapitulation : Redressement mono-alternance : u (t) ∼ 12v/50hz t 1kΩ uR(t) uR(t) Masse t Redressement double alternance : u (t) t 12v/50hz R uR(t) 1kΩ t Masse Alimentation stabilisée : L7805 220v (∼). 5v DC v v t v t v t vs t 5v t Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 11 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 Article…..25. Leçon ; ………………………Adaptation en tension……………………………. Objectifs du programme : Déterminer les caractéristiques d’un transformateur (U 1, U2, S et m). Déterminer le rendement d’un transformateur. Savoir choisir un transformateur. Objectifs de la leçon : Donner le principe de la fonction adaptation en tension. Déterminer les caractéristiques d’un transformateur monophasé. Sélectionner le choix d’un transformateur monophasé. Préparée par : SOURI Raouf. Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 12 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 BEN SAAD Sihem. MEHRI Meryem. ADAPTATION EN TENSION I- Introduction : Avant brancher un récepteur sur une source d'énergie électrique, il faut vérifier si la tension du récepteur correspond à celle du générateur. Si ces deux tensions (générateur et récepteur) ne sont pas égales, il faut intervenir pour adapter le récepteur aux grandeurs du réseau (générateur). On appelle cette opération : Adaptation en tension. G : Générateur (réseau). G UG Ue A US Adapteur UR R A : Dispositif assurant la fonction d’adaptation. R : Récepteur. Les appareils se distinguent selon la nature de la tension à adapter et le rendement pendant le transfert d’énergie. • En courant continu : En courant continu, on trouve comme dispositifs d’adaptation ; des potentiomètres, des alimentations réglables…etc. mais ceux-ci présentent le plus souvent un mauvais rendement et condition à respecter : Ue ≥ Us Ue Us RedressementGmonophasé-------------------------------------------R ---------- Page 13 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 • En courant alternatif : En courant alternatif, généralement, les dispositifs d’adaptation sont des transformateurs. Ils présentent un excellent rendement. On peut avoir aussi avec le transformateur : ♦ UE > US ♦ UE < US ♦ UE = US : : : Transformateur ………………… Transformateur ………………… Transformateur…………………. II- Transformateur monophasé : II-1- Définition et rôle : Le transformateur est une machine statique qui permet l’adaptation en tensions et le transport d’énergie électrique à grande distance, d’une façon économique. II-2- Principe : Le principe de fonctionnement d’un transformateur se base sur la loi de Faraday qui dit : « Tout conducteur placé dans un champs magnétique variable est le siège d’une f.é.m induite ». II-3- Description: Un transformateur monophasé est constitué de deux enroulements enlaçant un circuit magnétique commun. 2emme enroulement er 1 enroulement Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 14 Transformateur monophasé L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 circuit magnétique : Le circuit magnétique est constitué par des tôles minces isolées électriquement entre elles et empilées l’une sur l’autre pour réduire les pertes par courant de FOUCAULT. La forme la plus rencontrée est celle donnée par la figure ci –dessous : Noyaux Traverses Deux noyaux (colonnes) sont réunis par deux traverses (culasses). Pour réduire les entrefers (réduire les pertes magnétiques donc améliorer le rendement du transformateur), on serre fortement les culasses contre les noyaux. circuit électrique : Il est constitué de deux enroulements disposés sur les noyaux est isolés entre eux électriquement : ♦ L’enroulement branché sur la source d’énergie s’appelle : enroulement primaire. ♦ L’enroulement alimentant les récepteurs s’appelle : enroulement secondaire. Symbole : Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 15 Forme 1 Forme 2 L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 Fonctionnement à vide d’un transformateur : Un transformateur fonctionne à vide lorsque son secondaire est ouvert (I2 = 0). a- Montage : A1 220V V1 V2 50Hz On définit le rapport de transformation « m »par le rapport entre la tension de sortie du transformateur à vide et la tension d’entrée. m = U20/U10. = N2/N1. b- Expérience : c- Conclusion : U10 I1 U20 ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… Fonctionnement en charge d’un transformateur : On relie une charge variable aux bornes du secondaire du transformateur W A1 W A2 Redressement monophasé----------------------------------------------------220V Page 16 U1 V1 50Hz U2 V2 Charge varible L.S.A.S.GAFSA------------------------------------------------------------------------ Cours 6ème L.S.H.ARIANA........................................................ tech ***ART 25 ....................................................... cours 6 comme le montre le schéma ci-dessous : III- Puissances : III-1 Puissances apparentes : Les puissances apparentes sont exprimées en (VA) sont : Au primaire : S1 = ……………… Au secondaire : S2 = …………… III-2 Puissances actives : Les puissances actives (exprimées en W) mises en jeu dans un transformateur sont indiquées ci-dessous : P a : puissance absorbée au primaire. P j1 : pertes par effet joules dans le primaire. P j2 : pertes par effet joule dans le secondaire. P f : pertes dans le fer (circuit magnétique). P u : puissance utile dans le secondaire. On a : Pa = Pu + Σpertes Donc P1 = P2+Pf+Pj1+Pj2 Avec P J = P j1+ P j2 P f ≅ P 10 Redressement monophasé----------------------------------------------------- Page 17 L.S.H.ARIANA------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Cours 6 ème tech ***ART 24 IV- Rendement : Le rendement du transformateur est donné par la relation suivante : η = Pu / Pa = P2 / P1 V- Choix d’un transformateur : Le choix d’un transformateur dépend de la charge à alimenter. Il faut vérifier que la puissance active au secondaire soit supérieure à celle demandée par la charge. VI- Application : Soit un transformateur de 220 / 50 V, compléter le tableau suivant : P2 (W) 0,7 P1 (W) 99 0.8 49.5 44 η (%) 77.77 88.8 0.818 50 45 90 1 80 76 95 0.85 39.61 37.4 94.4 I1 (A) 0.5 I2 (A) cosϕ1 cosϕ2 2 0,9 0.25 1 0.25 0.345 0.2 1 0.9 0.9 0.9 0.9 1.38 0.8 77 Document élève ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ ---------Page 18 / 18