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C'est le rôle du transformateur de changer l'amplitude de la tension, mais le transformateur ne marche qu'avec une tension alternative Il faut donc dans un
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TP N° 11 : REDRESSEMENT FILTRAGE I Objectifs On montre d’abord comment l’utilisation de diodes permet de redresser une tension alternative on étudie ensuite le filtrage passe-bas de la tension redressée pour obtenir une tension continue II
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LSM2-Mesuresphysiques-InstrumentationSéancedeTPn°2:DiodeetredressementdetensionNousallons,danscetteséance, voireuneappl icationtypi quedesdiodes,àsa voirleredressement.Eneffetl'électricitéestdélivréeàl'utilisateursouslaformed'unetension220V(crête-à-crête)alternative(AC)entrelefildephaseetlefildeneutreàlafréquencede50Hz.Maislaplus-partdesappareilsfonctionnentsurdestensionsdevaleursdifférentesetencontinue(DC).Parexemple,beaucoupd'appareilsmobilestravaillentavecunetensioncontinuede12V(téléphoneportables,tablettes),d'unautrecôtédesappareilscommelesamplificateursHiFipeuventutiliserdes tensionsconti nuesde300V.C'est lerôledutransformateurdechangerl 'amplitude delatension,maisle transformateurnemarchequ'avecunetensionalternative.Ilfautdoncdansundeuxièmetempschangerlatensionalternativetransforméeenunetensioncontinue.Onappellecelaleredressement.L'objectifdeceTPestderéaliseretoptimiseruncircuitderedressementàbasedediodesAvantdecaractériserdifférentscircuitsderedressement,nousallonsd'aborddéfinirlevocabulaireetlecadremathématiquepourl'étuded'unsignalalternatif.Nousverronsensuitecommentutiliserl'oscilloscopepourcaractériseruns ignalalternatifo ucontinu.Enannexevoustrouverezu nedescriptionsuccinctedel'utilisationd'unoscilloscope.I. Descriptiond'unsignalalternatifDemanièreexacte,unsignalalternatif!(!)(notéengénéralenminuscule)estunsignaldontlamoyennetemporelle(c'est-à-direpouruntempsinfini,soitdemanièreexpérimentale,trèslongparrapportauxalternancesentrelesvaleurspositivesetnégatives)estnulle:!(!)=0.Unsignalalternatifn'estpasforcémentpériodique.Maisvousverrezquemêmesiunsignalalternatifn'estpaspériodique,ilpeutêtredécritpasunesommedesignauxpériodiques,généralementdesfonctionssinusetcosinus(onparledetransforméedeFourier).Poursimplifier,pourceTP,nousnenousintéresseronsqu'àdessignauxpériodiques:a. Caractéristiqued'unetensionalternativepériodique
a. Montagemono-alternanceRéaliserlemontagesuivantetalimentezlecircuitavecunetensionsinusoïdaledefréquence50Hzetd'amplitudezeroàcrête!!=5V(!!pour!entrée)avecleGBF.• Observezetdessinezlaformedusignald'entrée!!(!)(voie1)etdusignaldesortie!!(!)(voie2).• Pourdestensionsd'entréetellesque!!=0.5V,1.5V,3Vet5Vmesurezlesvaleursmaximalesdestensionsdesorties!!,ainsique!!(!)et!!!"":ð Calculezdanschaqueladifférenceentrelatensionmaximaleatteintepar!!(!)etcelleatteintepar!!(!)ð Commentexpliquez-vousledécalage(vertical)entre!!(!)et!!(!)quandladiodeconduit?ð Est-cequelatension!!(!)estausensstrict(définitionprécédente)unetensionalternative?Commentdécrieriez-vouscesignal?ð Quereprésentent,àvotreavis,lesgrandeurs!!(!)et!!!""?b. CondensateurréservoirDanstoutcequisuit,voustravaillerezavecunetensiond'entréede5VRMS:• Ajoutezdanslecircuituncondensateur(C!"#)enparallèleaveclarésistanceR.Cecondensateurestappelécondensateurréservoir.Faitesleschémadunouveaucircuit.• ObservezetdessinezpourlesvaleursdecondensateursC!"#=1,10et100µFlaformedusignaldesortie.• Commentcomprenez-vouslaformedusignal?Expliquezqualitativementpourquoivousobtenezuntelsignal.Pourvousaidervouspouvezregarderlecircuitéquivalentlorsdelachargeducondensateur,puisceluilorsdesadécharge.L'objectifdececircuitestdeproduire,commenousl'avonsdit,unetensioncontinue!!(!)àpartird'unetensionalternative!!(!).GBF voie 2 voie 1 R = 1kΩ diode 1N4007 !!(!) !!(!)
• Pourchaquevaleurdecapacité,mesurezv!(t)etV!!"",• CalculezV!!""-v!(t).Quereprésenteàvotreaviscettegrandeur?Doit-elleêtregrandeoupetite?• VouspouvezmesurezcettegrandeurbeaucoupplusproprementenutilisantlemodeAC(AlternativCoupling)del'oscilloscopepournemesurezquelacomposantealternative.Vousrelèverezalorségalementlesvaleurscrêteàcrêtedecetteondulationv!!".• Calculezletauxd'ondulationrésiduelleτdéfinipar:τ=v!!" v!(t)L'objectifestd'obtenirletauxd'ondulationrésiduelleplusfaiblepossibleIII. Redressementdoublealternance:lepontdediode(30mins)Réaliserleschémasuivant(pontdeGraetz):Vousalimenterezencoreunefoislecircuitavecunetensionv!tsinusoïdalede5VRMSetdefréquence50Hz.• Dessinezlesignalquevousprévoyezobserverpourv!(t).Vouspouvezrajouterunechargeensortiepourbouclerlecircuitettrouverlecheminducourant.• Dessinezlesignalobservéensortie• Quelestleproblèmequiexpliqueladifférenceentrelesdeuxdessins?Proposezunesolutionettestez-la.IV. Ladiodecommesécuritéd'alimentation GBF !!(!) !!(!) A B C D
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