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représentation vectorielle et temporelle de U et I en monophasés

 


 

électronique (pages de Y. S. - également sur le CD)

 


 

 

 

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le redresseur mono-alternance, 1 diode

Un moyen simple d'obtenir une tension continue, à partir d'une source alternative, est de placer une diode en série dans le circuit (voir schéma de gauche).

redrmono.gif (2682 octets)

 

La tension efficace aux bornes de la résistance sera plus de la moitié inférieure à celle de l'alimentation (voir schéma de droite).

Sa valeur de crête sera d'environs 0,7 V (Ud) inférieur à celle d'alimentation.

Uftredremono.gif (19961 octets)

Un récepteur alimenté par ce redresseur voit son nombre d'alternances diminuer de 2 - par exemple, pour une alimentation réseau à 50 Hz, soit 100 alternances, le redresseur n'en laisse passer que 50. Le rendement n'est que de 30%.

 

Ce type de redressement est difficile à lisser à cause de la forte ondulation ( également si l'intensité du courant dépasse 1 ampère).

 

Pour effectuer des mesures sur ce type de signaux, il faut faire attention à quel type d'appareil on utilise car la plus part ne peuvent pas "lire" un continu pulsé de cette sorte.

 

note : pour la réalisation du schéma U = f(t), j'ai utilisé le modèle à coude de la diode.

 

 

le redresseur à 2 alternances, 2 diodes - à point milieu

Ce couplage est en fait composé de deux couplages mono-alternance à 1 diode raccordés au secondaire d'un transformateur avec point milieu (voir schéma de gauche).

redrmono2.gif (2937 octets)

La tension efficace aux bornes de la résistance sera plus de la moitié (-0,7V) inférieure à celle de l'alimentation (voir schéma de droite).

Uftredresbi.gif (20459 octets)

La tension maximum inverse de chaque diode est à la valeur de crête de la tension d'alimentation (en jaune) moins les 0,7 V aux bornes de la diode en conduction.

 

En comparaison au redresseur mono-alternance à 1 diode, ce montage à l'avantage de présenter le même nombre d'alternances que la tension d'alimentation et d'être plus facile à lisser.. Par contre la tension est diminuée de (environs) moitié. Le rendement n'est que de 75%.

 

Ce type de redressement est utilisé pour des récepteurs électriques de moyenne puissance.

 

note : pour la réalisation du schéma U = f(t), j'ai utilisé le modèle à coude de la diode.

 

 

 

 

le redresseur à 2 alternances, 4 diodes - pont Graetz

Avec ce montage, le courant de l'alternance positive passe par les 2 diodes bleu foncé alors que le courant de l'alternance négative passe par celles en bleu clair.

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Le courant dans le dipôle est toujours de même sens.

Il s'agit d'un courant continu pulsé. Sa valeur maximum est celle de l'alimentation moins 1,4 V (2*Ud)

Uftredres4d.gif (21627 octets)

La tension efficace aux bornes de la résistance sera environs celle de l'alimentation  moins 1,4 V. (voir schéma de droite).

 

Les valeurs positives indiquées (représentation temporelle) sont celles qui correspondent au sens des flèches. Les valeurs positives des diodes (courbes en bleu)   sont à 0,7 V. Leurs valeurs de crêtes négatives sont à la valeur de crête de l'alimentation (courbe jaune)  moins la tension de conduction (0,7 V) d'une diode.

 

En pratiquant un lissage, le taux d'ondulation peut être très petit.

 

note : pour la réalisation du schéma U = f(t), j'ai utilisé le modèle à coude de la diode.


 

 

 

 

le redresseur triphasé étoile - 3 diodes

 

Utile pour des puissances supérieures à 1 kW

 

Les diodes ne conduisent que lorsque la tension à leurs bornes est supérieur à 0,7 V.

redrtri3.gif (3412 octets)

Il n'y a donc qu'une diode qui conduit pendant un tiers d'alternance. Même si une tension d'alimentation est positive et supérieure à 0,7V, lorsqu'une autre diode conduit, son potentiel à la sortie (cathode) est plus élevé.

Par exemple  au point 30 (à droite), U2 est plus grand que U1, donc la diode 1 est bloquée, et la diode 2 conduit.

Uftredrestri3d.gif (40365 octets)

On constate également que la fréquence des oscillations est le triple de celles du réseau, avec une ondulation moindre facilitant le lissage par rapport aux redresseurs monophasés.

 

La tension inverse aux bornes d'une diode atteint 2,41 * Un - 0,7 V; voir même 2* Uncrête - 0,7 V en cas de lissage parfait.

 

note : pour la réalisation du schéma U = f(t), j'ai utilisé le modèle à coude de la diode.

 


 

Le lissage par condensateur

 

Lissage avec 1 condensateur.gif

Le lissage par condensateur consiste à placer un condensateur (eh oui) en parallèle sur la charge. Le lissage sera d'autant plus important que la capacité du condensateur sera grande. Toutefois le taux d'ondulation est directement en relation avec la valeur ohmique de la charge. Plus celle-ci sera élevée, plus petites seront les ondulations et inversement.

 

La courbe de décharge est correspond à la courbe de décharge d'un condensateur, avec comme constante de temps  R * C et donc une décharge complète en 5 * R * C.

 

Dans les résolutions suivantes, j'ai toujours admis que la fréquence et/ou les résistances fils+alimentation permettaient au condensateur de se charger avec une courbe qui suit la tension d'alimentation (sinon la valeur maximum ne peut pas être atteinte).

Vive Java pour ceux qui l'ont

à voir:

  • Lorsque R ou C augmente, le lissage est meilleur.
  • Pour un R et un C constant, si la fréquence augmente, le lissage est meilleur
  • La tension inverse Ud peut être presque 2 fois plus grande queUa si le lissage est presque parfait.
  • Plus le lissage est parfait, plus petit est le temps de conduction et plus la pointe du courant Ic est importante

Pour mettre en évidence la fonctionnement de la diode, utilisez une tension d'alimentation basse .

 

notes :

Le modèle à coude pour la diode est utilisé ce qui entraîne quelques petites erreurs :

  • en début de décharge la tension Ud peut augmenter ce qui est faux

  • il y a des saut de courant pour Ic et Id ce qui est impossible

  • les modifications d'état ne sont pas aussi brutales

 

 

lissage par inductance

Le lissage par inductance consiste à placer une inductance (eh oui) en série avec la charge. Le lissage se fait par lissage du courant de charge.

Lissage1L.gif (2686 octets)

 

La courbe du courant correspond aux courbes de charge et décharge de l'inductance, avec comme constante de temps  L/R et une tension aux bornes de l'inductance Ui = -Ldi/dt (calcul différentiel).

U=f(t) lissage par inductance

 

 

 

 

le lissage fin ( 2 condensateurs + 1 inductance)

 

Lissage2C.gif (2569 octets)

Lorsque le fonctionnement des appareils exige un lissage très fin ( par exemple en radio) on a recourt à ce type de lissage.

 

Le premier condensateur (coté redresseur) lisse la tension d'entrée entre les alternances ( voir l'effet de ce type de lissage).

 

La self  lisse le courant pendant la charge  ( voir l'effet de ce type de lissage).

 

Le deuxième condensateur ( coté récepteur) égalise le flux électronique.

 

 

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