Electronique - TP N°1
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Septembre 2002 Electronique - TP N°1 Redressement - Filtrage Diode Zener 1.0 Matériel Matériel par poste de travail: • • • • 1 alimentation variable • • • • • • 1 diode 1N400x (x= 1..7) 1 oscilloscope 1 multimètre 1 transformateur secteur 220V 2 diodes zener de la série BZX79xx ou BZX85xx. Valeurs: 4,7V et >5,1V 1 capacité de 100µF chimique polarisée, tension de service 25V minimum 1 capacité de 2200µF chimique polarisée, tension de service 25V minimum 1 résistance 100Ω 3W Résistances diverses Matériel pour l’ensemble des postes de travail: • Un pont d’impédance HP4276A 2.0 Préparation Elle se résume à une bonne maîtrise des notions présentées lors du TD EA2. 1/4 3.0 Manipulations: le transformateur secteur 220Vrms 50Hz RL T1 Figure 1. Mesures sur le transformateur Réalisez le circuit de la figure 1. Relevez la valeur le la tension aux bornes de RL pour RL=100Ω et RL infinie. En déduire les paramètres du schéma équivalent pour le transformateur utilisé. 4.0 Manipulations: le redressement simple alternance 1 2 secteur 220Vrms 50Hz RL T1 Figure 2. Redressement simple alternance Réalisez le circuit de la figure 2. Relevez à l’oscilloscope les formes d’onde aux points 1 et 2 pour RL=100Ω.. Expliquez les résultats obtenus, notamment la valeur de la tension de seuil de la diode. 5.0 Manipulations: le filtrage Dans un premier temps, mesurez la valeur exacte de vos deux capacités à l’aide du pont d’impédance HP4267A. Vous prendrez une fréquence de mesure de 100Hz. 1 secteur 220Vrms 50Hz 2 D1 C1 T1 Figure 3. Redressement simple alternance et filtrage 2/4 RL Réalisez le circuit de la figure 3. Relevez à l’oscilloscope les formes d’onde aux points 1 et 2 pour RL=100Ω. Expliquez les résultats obtenus en ce qui concerne le type de décharge du condensateur. Mesurez la valeur de l’ondulation résiduelle que vous comparerez avec celle calculée pour la valeur réelle des capacités dont vous disposez. Pour mesurer avec précision d’ondulation résiduelle, utiliser le couplage AC sur la voie concernée 1 D1 secteur 220Vrms 50Hz Figure 4.Mesure du courant dans la diode C1 2 RL Ajoutez au circuit de la figure 3 la résistance Rm (cf figure 4). Relevez à l’oscilloscope les formes d’onde aux points 1 et 2 pour RL=100Ω. Commentez les résultats obtenus. Rm 1Ω T1 GND Un choix correct du point de masse est fondamental dans ce cas afin de ne pas court-circuiter Rm. La tension aux bornes de Rm sera dans ce cas inversée par rapport au sens désiré, il faudra utiliser l’inversion de la voie 2 pour obtenir un affichage correct. 6.0 Manipulations: extraction des paramètres de la diode Zener 1 secteur 220Vrms 50Hz Vac DZ1 2 Rp T1 GND Figure 5. Visualisation de la caractéristique de la diode Zener Dans le circuit de la figure 5, la diode Zener DZ1 est polarisée alternativement en direct et en inverse. La résistance Rp sert à limiter le courant dans le dispositif afin d’éviter sa destruction si Vac devient trop important. En outre, cette résistance est traversée par le même courant que la diode DZ1, il est donc possible de mesurer ce dernier sans avoir à ouvrir le circuit: Utilisez l’oscilloscope en mode X-Y. Les mêmes remarques que précédemment s’appliquent ici. Réalisez le circuit de la figure 5. Visualisez à l’oscilloscope et relevez la caractéristique Vz = f(Iz) de la diode DZ1 pour la diode dont Vzo=4,7V et la diode de Vzo>5,1V (vous calculerez Rp de façon a obtenir un courant maximum de l’ordre de 30mA dans la diode). A quoi est due la différence de forme observée à la transition bloquée/passante en inverse? Estimez la valeur de Vzo dans les deux cas. Est-ce cohérent avec les valeurs prévues? En déduire pour quelles valeurs de courant la diode présentera les meilleures caractéristiques en régulation. Proposez un circuit et une méthode pour obtenir par la mesure la valeur de rz dans cette plage de courant. 3/4 7.0 Manipulations: la stabilisation de tension par diode Zener 7.1Etude à vide D1 1N400x secteur 220Vrms 50Hz Rp Vreg C1 100µF Vnr DZ1 Vzo>5,1V T1 Figure 6. Stabilisation de tension: étude à vide Pour le schéma de la figure 6, calculez Rp pour obtenir un courant d’environ 10mA dans DZ1. Mesurez l’ondulation en Vnr et l’ondulation résiduelle en Vreg. Confrontez ce résultat aux valeurs théoriques. 7.2Etude sous charge fixe Rp Vnr 12V nominal Vreg DZ1 Vzo>5,1V RL 1kΩ Figure 7. Stabilisation de tension: étude sous charge fixe Pour le schéma de la figure 7, calculez Rp pour obtenir un courant d’environ 10mA dans DZ1. Tracez Vreg = f(Vnr) pour Vnr compris entre 0 et 15V. Expliquez l’allure de la courbe et confrontez les résultats aux valeurs théoriques. 7.3Etude sous charge variable Rp Vnr 12V fixe Vreg DZ1 Vzo>5,1V RL Figure 8. Stabilisation de tension: étude sous charge variable Pour le schéma de la figure 8 et pour la même valeur de Rp que précédemment, tracez Vreg = f(RL) pour différentes valeurs comprises entre 150Ω et 10kΩ. Expliquez l’allure de la courbe et confrontez les résultats aux valeurs théoriques. 4/4
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