Chapitre 12 _ redressement non commandé

Cours 12
Terminale GET
Chapitre 12 : redressement non commandé
I ⁄ définitions
II ⁄ pont de graetz sur charge résistive
1. montage
2. observation
3. analyse de fonctionnement
4. grandeurs caractéristiques
III ⁄ montage sur charge RL
1. montage
2. observation
IV ⁄ charge RLE
1. montage
2. observation
3. fonctionnement
4. grandeurs caractéristiques
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I ⁄ Définitions
•
Un redresseur est un dispositif réalisant une conversion alternatif-continu.
•
Cette conversion est réalisée à l’aide d’interrupteurs non commandés : les diodes.
La grandeur de sortie n’est donc pas réglable.
•
Symbole :
II ⁄ pont de graetz sur charge résistive
1. montage
i
D1
Réseau
50Hz
D2
A
v
u
R = 15Ω
B
D4
On règle v = vmax sin ωt
vD3
D3
avec V=10V
Liste du matériel :
- réseau variable 50 Hz
- oscilloscope
- transformateur 220/24V
- ampèremètre
- voltmètre
- boite 4 diodes
- boite résistance : R = 15Ω
- bobine
- petit moteur mcc
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2. observation
v
Vmax
T
T/2
t
-Vmax
u
Vmax
t
i
Vmax/R
vD3
t
T
T/2
t
-Vmax
D1 ; D3
D2 ; D4
Interrupteurs
conducteurs
3. analyse de fonctionnement
•
entre deux diodes, celle qui susceptible de passer est celle qui a la plus grande
tension à ses bornes.
•
Dans une association de diodes à cathodes communes (D1 et D2) la diode
susceptible de conduire est celle dont l’anode est portée au potentiel le plus élevé.
•
Dans une association de diodes à anodes communes (D3 et D4) la diode
susceptible de conduire est celle dont la cathode est portée au potentiel le plus bas.
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vA > vB
A
B
B
D1
A
D2
D4
D3
D3 passe
D1 passe
Analogie avec la taille des gens
•
0 < t < T / 2 : v > 0 donc vA > vB et
i>0
donc D1 et D3 conduisent
vD1 = vD3=0
i = iD1=iD3
•
u=v
i=u/R =v/R
T/2 < t < T: v < 0 donc vA < vB et
i>0
donc D2 et D4 conduisent
vD2 = vD4=0
i = iD2=iD4
u=-v
i=u/R =-v/R
4. grandeurs caractéristiques
a) Période
Tu = Tv / 2 ⇒ fu = 2.fv = 100Hz
b) Valeurs instantannées
V = vmax sin ωt et u = vmax |sinωt|
Fonctions π périodiques
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et i = vmax / R |sinωt|
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c) valeurs moyennes
•
on mesure les valeurs moyennes avec un multimètre en position continue.
•
On calcule : <u> = 1/π ∫θ θ+π u(θ) d θ
Sur [ 0 ; π ] : u = vmax |sinθ| = vmax sinθ
Donc
<u> = 1/π ∫θ θ+π vmax sinθ d θ = (vmax / π)[ -cos θ]0π = 2vmax/π
D’où
<i> = <u>/R = 2vmax/πR
d) Valeurs efficaces
•
on mesure les valeurs efficaces avec un multimètre en position alternative.
•
U = V = vmax / √2
I = U/R = vmax / R√2 = V / R
e) puissance
P = RI² = V² / R = U² / R
III ⁄ montage sur charge RL
1. montage
i
D1
Réseau
50Hz
D2
uL
A
L bobine à inductance réglable
u
v
B
D4
D3
uR
R=15Ω
Toujours V=10V
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2. observation
•
on met L au minimum, tracer u et i
u
i
Vmax
t
Le courant dans la charge ne s’annule jamais : conduction ininterrompue.
•
Si on augmente L, on remarque que l’ondulation ∆I diminue.
•
Mettre L au max, tracer u et i :
u
Vmax
i
t
Lissage parfait : quand Lω / R >>1 , le courant dans la charge est constant i = I.
IV ⁄ Hacheur sur charge R ;L ;E
1. montage
i
D1
Réseau
50Hz
D2
L
A
uL
v
B
D4
i = I parfaitement lissé
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E
mcc
u
D3
R
uR
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2. observation
v
Vmax
T
T/2
t
-Vmax
u
Vmax
t
i
I
3. fonctionnement
t
on réalise une transformation tension alternative / courant continu
mais courant continu non réglable.
3. fonctionnement
•
0 < t < T / 2 : v > 0 donc vA > vB et
i > 0 (i=I)
donc D1 et D3 conduisent
u=v
iS = i = I et vD3 = 0
•
T/2 < t < T: v < 0 donc vA < vB et
i>0
donc D2 et D4 conduisent
u=-v
iS = - i = - I et vD3=v
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4. grandeurs caractéristiques
•
<uC> = 2vmax/π
•
U = V = vmax / √2
•
or u = uR + uL +E donc <u> =<uR> + <uL> +<E> = R<i> + E
d’où :
<u> = 2vmax/π = R <i> + E
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