TP MPI 9 : REDRESSEMENT D`UNE TENSION ALTERNATIVE La

TP MPI 9 : REDRESSEMENT D’UNE TENSION ALTERNATIVE
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.
1ère PARTIE : UN NOUVEAU COMPOSANT, LA DIODE
Dans cette première partie, nous nous intéressons à un composant permettant de
redresser une tension alternative : la diode.
Vous reproduirez tous les schémas sur votre compte rendu.
I-
COMMENT REDRESSER UNE TENSION ALTERNATIVE ?
1. Circuit redresseur de tension
GBF
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. Faites vérifier le
montage par le professeur.
Fixer une fréquence de f = 100 Hz et une
tension efficace UG,eff = 6,5 V
Suivez le mode opératoire du TP MPI 8,
de façon à réaliser l’acquisition des tensions
UAC et UBC.
C
masse
B
A
R = 100 Ω
CH1
CH2
Vérifiez que les réglages suivants sont faits : durée total de l’acquisition : 30 ms,
nombre de points de mesure : 1000.
2. Visualisation des tensions UAC et UBC
a- Donnez les caractéristiques de la tension UAC (amplitude UMAX, période T). En
déduire Ueff.
b- En appliquant la loi d’Ohm, montrez que visualiser UBC revient à visualiser
l’intensité I du courant circulant dans le circuit.
c- En déduire comment évolue l’intensité I du courant dans le circuit au cours du
temps.
d- Pourquoi dit-on que le redressement est monoalternance ?
II-
COMMENT INTERPRETER LE PHENOMENE DE REDRESSEMENT ?
1- Tracé de la caractéristique d’une diode
a.
b.
c.
d.
e.
On souhaite représenter la caractéristique I =f(UD) où UD représente la
tension aux bornes de la diode et I l’intensité du courant qui la traverse.
UD représente t-elle UAB, UBC , ou UAC ?
En appliquant la loi des tensions, exprimer UD en fonction de UAC et UBC .
Exprimer I en fonction de UBC et de R.
A l’aide du tableur Regressi créer les nouvelles variables (ou grandeurs)
UD et I (voir aide du TP MPI 8).
Représenter I = f(UD) (voir aide du TP MPI 8).
Quelle est la valeur de la tension UD quand la diode conduit le courant ?
quand elle ne le conduit pas ?
On appelle tension de seuil de la diode US la tension minimale qu’il faut imposer à
ses bornes pour qu’elle soit passante, c’est à dire qu’elle laisse passer le courant.
hi-
III-
Déduisez de la caractéristique I = f(UD) la valeur de US.
Reproduisez sur votre compte rendu la caractéristique de la diode I =
f(UD) en y faisant figurer la tension US.
COMMENT VISUALISER LE SENS DU COURANT ?
1) Circuit n°1
Réaliser le circuit suivant
-
6V
+
a- Inversez le sens de branchement de la DEL. (Diode
Electro-Luminescente) Qu’observez vous ?
b- En déduire le comportement d’une diode lorsqu’elle est
passante et lorsqu’elle est bloquée.
R = 1 kΩ
2) Circuit n°2
Réaliser le circuit suivant.
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- Représenter le voltmètre et l’ampèremètre sur le schéma
du circuit. Branchez ces deux appareils de mesures.
b- Faites varier la tension délivrée par le générateur de façon
R = 1 kΩ
à augmenter progressivement l’intensité I. Comment évolue
la tension UD ?
c- En déduire la valeur de la tension seuil Us de la diode . La comparer
avec celle trouvée à la dans la partie II).
3) Circuit n°3
Refaire le circuit n°2 en remplaçant la diode par une DEL. Répondez aux mêmes
questions .
IV-
BILAN
a- On considère le circuit électrique du I). Représenter en rouge sur un
graphique U = f(t) l’évolution sur 3 périodes de la tension délivrée par le
générateur UG ( égale à UAC).
b- Sur ce graphique, représentez en bleu, l’évolution de la tension UR aux bornes
de R.
c- Sur ce graphique, représentez en vert, l’évolution de la tension UD aux bornes
de la diode.
Travail supplémentaire : En relevant une vingtaine de couples de valeurs mesurées
(UD ; I), tracer, sur Regressi et sur un même graphique pour les circuits n°2 et n°3, I
= f(UD).