REDRESSEMENT DU COURANT ALTERNATIF

1. REDRESSEMENT DU COURANT ALTERNATIF Auteur: Mr GRASSET – Lycée Clos Maire BEAUNE

2. Le redressement est la conversion d’une tension alternative en une tension continue. Signal obtenu en courant alternatif 12V Signal obtenu en courant continu 12V Comment obtenir un signal continu à partir d’une source de courant alternatif?

3. DIFFERENTES METHODES SONT UTILISEES POUR REDRESSER LE COURANT ALTERNATIF REDRESSEMENT MONOALTERNANCE REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE FILTRAGE PAR CONDENSATEUR

4. LA DIODE i La diode est un dipôle passif polarisé. Son symbole est le suivant: v Une diode a la propriété de laisser passer le courant dans un sens (diode passante) et de l'arrêter dans l'autre sens (diode bloquée). Une étude approximative semble montrer que la diode se comporte comme un fil de résistance négligeable quand elle est passante et comme un interrupteur ouvert quand elle est bloquée. La caractéristique d’une diode dite « parfaite » est la suivante: Les courbes que j’utilise dans ce dossier sont obtenues en considérant que les diodes sont parfaites.

5. La réalité est un peu différente. La caractéristique U= f(I) nous le montre:  La diode n'est passante que lorsque la tension dépasse un seuil (environ 0,6V pour une diode au silicium). La tension aux bornes de la diode passante varie très peu en fonction de l'intensité retour

6. LE REDRESSEMENT MONOALTERNANCE La diode permet le passage du courant électrique uniquement pendant l’alternance positive de la tension u(t). Caractéristique d’une diode u ur Pendant l’alternance négative, la diode est polarisée en inverse, le courant électrique ne passe pas Lorsque u > 0 alors uR = u > 0 Lorsque u < 0 alors uR = 0 On dit qu’il y a redressement mono alternance

7. Le montage réalisé est le suivant:

8. On obtient le signal suivant sur l’oscilloscope:

9. T T’ L’alternance négative a donc été supprimée La période de la tension redressée mono alternance est la même que celle de la tension sinusoïdale T = T’ retour

10. REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE Un pont de diode, appelé aussi « pont de Graëtz », comporte quatre diodes de redressement. On trouve ce montage dans beaucoup d’appareils : chaîne HIFI, ordinateur… D1 D4 u 6V ~ D2 D3 R uR

11. Le montage réalisé est le suivant:

12. Le pont de Graëtz:

13. Le signal obtenu est le suivant:

14. ÉTUDE DU FONCTIONNEMENT DU PONT DE GRAËTZ Si u > 0: Les diodes D2 et D4 sont bloquées donc uR = u D1 D4 u 6V ~ D2 D3 R uR

15. Si u < 0: Les diodes D1 et D3 sont bloquées donc uR = -u >0 D1 D4 u 6V ~ D2 D3 R uR

16. Sur l’écran de l’oscilloscope, on obtient: U(V) t L’alternance négative est redressée U(V) t

17. CONCLUSION • Dans un redressement double alternance: • La tension uR visualisée est toujours positive et s’annule périodiquement, elle est formée de deux arches de sinusoïde par période du signal d’entrée. • La période de la tension redressée double alternance est deux fois plus petite que celle de la tension sinusoïdale. Exploitation mathématique Exploitation pédagogique retour

18. Dans le cas d’un redressement double alternance, la période T’ est: Le signal sinusoïdal s’écrit sous la forme: Et w la pulsation donnée par: Avec UM tension maximale Calculons la valeur moyenne U(V) UM t T’ T

19. soit La valeur efficace est donnée par: Ce calcul mathématique est intéressant en particulier pour une classe de BAC PRO ELEEC. Cela permet d’avoir une problématique concrète pour débuter une séquence sur le calcul intégral. retour

20. Pour une classe de BAC PRO ELEEC, il serait intéressant de réaliser le montage double alternance en utilisant des led. Les élèves voient les led s’allumer et s’éteindre simultanément. Le principe de fonctionnement du pont de diodes semble alors bien plus simple à expliquer. L’explication théorique peut se faire de la façon suivante: les branches dans lesquelles il n’y a pas de courant ont été supprimées. Pour v>0: Pour v<0 retour

21. FILTRAGE PAR CONDENSATEUR Une tension redressée a toujours le même signe mais elle n'est pas continue puisqu'elle varie de 0 à Um. La présence d’un condensateur de capacité suffisamment grande, en parallèle avec la résistance, diminue l’ondulation de la tension redressée. D1 D4 u 6V ~ D2 D3 R uR C

22. Le condensateur Le condensateur est un réservoir à charges électriques.  Il est constitué de 2 armatures (surfaces conductrices) séparées par un isolant (diélectrique) La caractéristique essentielle d'un condensateur (comme celle d'un réservoir) est sa capacité C. Elle s'exprime en farads (F)

23. Le montage réalisé est le suivant:

24. Le signal obtenu est le suivant:

25. Oscillogramme • Lorsque la tension augmente, le condensateur se charge. • Lorsque la tension à la sortie tend à diminuer, le condensateur se décharge ce qui réduit • fortement la chute de la tension. • Si le condensateur a une capacité suffisante, les variations de la tension peuvent être négligeables, la tension est quasiment continue. Charge du condensateur Décharge du condensateur

26. Exemple d’utilisation d’un redressement: Un adaptateur secteur est constitué d'un transformateur qui abaisse la tension alternative, suivi d'un pont de diodes qui redresse cette tension et d'un condensateur qui lisse la tension redressée retour