REDRESSEMENT DIODES

REDRESSEMENT NON COMMANDÉ
1) Montage de découverte
Question 1 :
Réaliser le montage ci-dessous ; la source est un GBF et les diodes sont des del ce qui permettra de visualiser
leur état .
On rappelle qu’une diode se comporte comme un interrupteur :
• Diode « passante » = interrupteur fermé ( si c’est une del, elle est allumée )
• Diode « bloquée » = interrupteur ouvert ( si c’est une del, elle est éteinte )
R est une résistance de 470 Ω. Brancher la voie CH1 de l’oscilloscope aux bornes du GBF.
CH1
GBF
D1
i
D2
uC
v
D3
R
D4
FAIRE VERIFIER
Question 2 :
Mettre sous tension ; sélectionner une tension rectangulaire de fréquence 10 Hz et régler l’amplitude au
maximum.
Observer le fonctionnement du montage et compléter le tableau ci-dessous : ( on pourra encore diminuer la
fréquence pour mieux observer ce qui se passe ).
Quand v > 0 ,
D1 et D4 sont …………………… ; D2 et D3 sont ………………
Quand v < 0 ,
D1 et D4 sont …………………….; D2 et D3 sont ………………
2) Montage redresseur de « puissance »
2-1) Présentation
Le véritable montage « industriel » est un peu différent du précédent ( voir paragraphe suivant ) ; les diodes
sont des diodes « normales » dites de puissance car elles peuvent commuter des courants élevés.
La source ( elle aussi « de puissance ») est sinusoidale ( tension du réseau EDF )
Elle délivre la tension v(t) dessinée ci-dessous :
Pour la phase 0 < ωt < π , v est positive
Pour la phase π < ωt < 2π.
π. , v est négative
2-2) Fonctionnement sur charge résistive
a) Montage
Ne pas le réaliser pour le moment, il faut d’abord faire l’étude théorique
iD1
D1
v
i
D2
is
uC
D3
R
D4
b) Analyse du fonctionnement
Question 3 :
Dessiner le modèle équivalent du montage pour la phase 0 < ω. t < π ; pour cela il faut redessiner le montage
( il doit conserver la même « forme » ) en remplaçant les interrupteurs passants par un fil et ne pas dessiner
ceux qui sont bloqués ( voir le cours « onduleur » )
En déduire la relation entre uC et v .
Mêmes questions pour la phase π < ω. t < 2π.
Question 4 :
Utiliser les relations précédentes pour dessiner en vert sur le document-réponse ci-dessous les variations de la
tension uc appelée « tension redressée ».
Question 5 :
Représenter en rouge sur le même document les variations du courant i et compléter le tableau de conduction.
c) Etude pratique
Question 6 :
Réaliser le montage sans mettre sous tension : la source de tension est le secondaire d’un transformateur
220 V / 48 V ( Rappel : primaire = bornes rouges / secondaire = bornes noires ) ; la charge est un rhéostat de
33 ou 100 Ω .
Prévoir la visualisation de uC sur la voie CH1 et celle de i sur la voie CH2 de l’oscilloscope.
FAIRE VERIFIER
Question 7 :
Mettre sous tension et comparer les oscillogrammes obtenus aux courbes dessinées précédemment
Question 8 :
Petit problème pratique : peut-on visualiser en même temps les tensions v et uC avec l’oscilloscope ?
Pourquoi ?
Appeler le professeur pour en discuter puis prendre les précautions nécessaires pour faire cette visualisation.:
En observant les deux courbes obtenues, expliquer pourquoi le montage est appelé « redresseur ».
d) Etude de la valeur moyenne de la tension redressée
Question 9 :
La tension redressée uC admet une valeur moyenne qui peut se calculer avec la relation :
< uc > =
2.Vm
π
Le montage étant hors tension, placer un voltmètre pour mesurer la valeur efficace V de v.
FAIRE VERIFIER
Mettre sous tension, relever la valeur de V et calculer avec la relation ci-dessus la valeur théorique de < uc >.
Question 10 :
Mesurer < uc > avec un voltmètre ; comment peut-on expliquer l’écart constaté entre la valeur calculée et la
valeur mesurée ?
2-3) Fonctionnement sur charge inductive
a) Montage
iD1
D1
v
i
D2
is
R
uC
B
D
3
D4
b) Etude pratique.
Question 11 :
Remplacer le rhéostat de 100 Ω par un rhéostat de 33 Ω en série avec une bobine dont le noyau sera dans un
premier temps « sorti » .
FAIRE VERIFIER
Question12 :
Mettre sous tension et visualiser uc et i. Quel est l’effet de l’inductance sur les variations du courant ?
Augmenter L en rentrant le noyau. Conclusion.
Question 13 :
Dessiner les variations de uc et i sur le documentréponse ci-contre en supposant que le courant est
« parfaitement lissé » par la bobine.
Question 14 :
Ecrire la loi des mailles vérifiée par les valeurs
instantanées pour la charge représentée ci-contre ;
RB désigne la « résistance des fils » de la bobine et
L son inductance.
En déduire la relation entre < uc > , < i > , R et
RB.
i
uC
uR
R
uRB
RB
uL
L
Question 15 :
Dessiner sur les document-réponses ci-dessous les variations du courant iD1 qui traverse la diode D1 ( à gauche
) et celles du courant is à l’entrée du redresseur ( à droite )
Question 16 :
Visualiser iD1 et iS à l’oscilloscope et comparer aux tracés de la question 16.