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1/1

Ener2 Travaux pratiques N°2

Redressement non commandé pont de GRAETZ

Toutes les mesures faites par oscilloscope le seront à l'aide de sondes différentielles pour les

mesures de tension et pince ampèremétrique pour mesure de courant..

L'autotransformateur ou alternostat (s'il est présent) est là pour faire une mise sous tension lente afin

d'éviter les erreurs de câblage. Cette mise sous tension lente sera toujours visualisée par des

appareils de mesures de types bien choisis pour éviter des surconsommations, court circuit erreurs de

câblage... Aucun changement de câblage ne doit être fait sous tension.

En fin de séance, la table de manipulation sera remise en état. Les fils rangés par couleur et longueur

sur les supports.

Le compte rendu sera rendu la semaine de cours suivante de la séance de TP sous forme

informatique, envoyé à mon adresse mail ( regis.lucas@univ-poitiers.fr) en fichier PDF ou sous forme

papier (manuscrits accèptés). Le compte rendu reprendra le plan défini dans le sujet. Le sujet du TP

est présent sous forme informatique sur l'intranet de l'IUT.

1)Présentation

La fonction redressement non commandé est quasiment utilisée dans tous les systèmes de

conversion statique. C'est généralement la première fonction que l'on trouve dans tous les appareils

électronique. Cette fonction est basée sur le composant semi conducteur le plus simple : la diode.

2)Résumé du cours

Principe : L'étude du fonctionnement de ce type de fonction peut être fait de la manière

suivante : Une diode est soit bloquée soit passante. Si elle est bloquée on peut la remplacer dans le

circuit par un circuit ouvert (interrupteur ouvert), si elle est passante on peut la remplacer par un circuit

fermé (interrupteur fermé). Si on la suppose bloquée et qu'on se rend compte que théoriquement la

tension Anode Cathode est positive alors on s'est trompé elle est bloquée. Si on la suppose passante

et que théoriquement le courant Anode vers Cathode est négatif alors on s'est trompé elle est

bloquée. En suivant ce raisonnement on trouve pour les cas classiques suivants

Redressement simple alternance

On démontre alors que la valeur crête de V(s) est égale à la valeur crête de V(e) soit Vs

c=Vec

2/2 la valeur efficace de V(s) est égale à celle de V(e) divisée par racine carrée de deux soit

Vs=Ve/sqrt(2)

La valeur moyenne de V(s) est égale à Vs

c/π soit =Vsc/π

Redressement double alternance

Avec la même tension d'entrée que précédemment on obtient

Quand le générateur fourni une tension positive D1 et D4 sont passantes, D2 et D3 bloquées la

tension aux bornes de R est égale à la tension du générateur. Dans le cas contraire D2 et D3 sont

passantes, D1 et D4 bloquées, la tension aux bornes de R est l'opposée de celle du générateur.

On démontre alors que Vs

c=Vec, Vs=Ve, =2.Vsc/π.

Remarque importante : Attention dans ce montage V(e) et V(s) ne sont pas référencées au même

potentiel. V(e) représente la différence de potentiel aux bornes du générateur d'entrée, V(s) la

différence de potentiel aux bornes de la charge.

Redressement avec condensateur

Les caratéristiques de V(s) peuvent être estimées rapidement si on considère que v(s) est un

ensemble de droites.

3)Manipulations Essais

Tout montage doit être vérifié par l'enseignant avant la mise sous tension

A la mise sous tension et hors tension les autotransformateurs (ou alternostats) sont réglés au

minimum

Appareils

Sont présents, sur la table, un oscilloscope avec sonde différentielle de tension, une pince

ampèremétrique multimètre, et une pince ampèrmétrique à sortie coaxiale, un multimètre wattmètre,

un volmètre à aiguille, un ampèremètre à aiguille, un plan de charge résistif de 4KW à utiliser en

monophasé, un plan de charge capacitif de 2KVAR à utiliser en monophasé, un autotransformateur

monophasé.

Les diodes utilisées font partie d'un ensemble de 6 diodes à câbler vous même (ne pas toucher les

dissipateurs).

3/3 Essai 1 avec charge résistive

Objectif de la manipulation

On désire vérifier le fonctionnement théorique de ce redresseur et regarder son comportement en

charge pour une tension d'entrée du pont de V1=100V.

Montage

L N230V~

V1charge4KWPlan deUs

Ie Is D1D2 D3D4

Etude théorique du point de fonctionnement

a)Comment doit être le réglage de V1 ?

b)Comment doit varier la valeur V1 indiquée par V1 par rapport au réglage de l'autotransformateur ?

c)Quel doit être le réglage théorique de l'autotransformateur pour obtenir 100V en V1 ? d)Quelle devrait-être la valeur crête du signal Us(t) notée Us c ? e)Quelle devrait-être la valeur moyenne du signal Us(t) notée ? f)Quelle devrait-être la valeur efficace du signal Us(t) notée Us ?

g)On désire ne pas dépasser 3.5A dans la charge pour ne pas déteriorrer le matériel. Quel doit être le

réglage maximum du plan de charge pour ne pas dépasser ces 3,5A ? Pour déterminer ceci on peut

remarquer que pour une résistance (le plan de charge) la puissance consommée est proportionnelle

au carré de la tension (P=U²/R). Le plan de charge fait 4KW quand il est alimenté sous 220V, là il est

alimenté sous la tension trouvée au f). On trouve donc aisément sa puissance maximum sous cette

tension et donc son réglage pour ne pas dépasser ces 3.5A. Quel est ce réglage maximum ?

Câblage :

Repérez les différents élements sur la table de manip, Réalisez le câblage proposé (fils bien choisis

couleur et longueur). Réglez les appareils réglables correctement. Ajoutez ensuite les appareils de

mesures osilloscoppe et pinces ampèrmétriques pour réaliser les mesures définies précédemment.

Comment allez vous procéder pour faire les mesures demandées ? Indiquez pour chaque relevé

l'appareil utilisé et son réglage.

Faites vérifier le montage.

Manipulation

On est jamais certain à 100% que le montage soit correct, que les appareils fonctionnent

correctement. Il est donc important de vérifier au maximum possible (à l'aide des appareils de mesure)

que tout ce passe correctement lors de la monté en tension.

Allumez la table, réglez le plan de charge sur 5% (il faut un petit courant pour que l'on puisse voir si

les diodes sont passantes ou bloquées), augmentez progressivement le réglage de

l'autotransformateur jusqu'à obtenir 100V en V1 en faisant attention aux différents points de l'étude

théorique. Faites les relevés nécessaires correspondants aux résultats demandés ci après puis

ramenez l'autotransformateur à 0 et éteindre la table.

Résultats :

Dessinez les chronogrammes de Us(t) et Ie(t) (sans oublier les échelles) pour un réglage de 5% du

plan de charge. Faites les manipulations pour compléter le tableau suivant en maintenant 100V en entrée

4/4 Plan de charge

Ie V1*Ie Puissance

en entrée

Usc Us Is Us*Is Puissance

en sortie Rendement 5% 10% 20% 30%
40%

Commentaires :

Commentez la manipulation et les valeurs obtenues.

Conclusion :

Essai 2 Avec charge capacitive et résistive

Objectif de la manipulation

La manipulation précédente s'étant déroulée correctement on peut maintenant essayer de découvrir

par la manipulation comment vont évoluer les points de fonctionnement précédents avec la présence

du plan de charge capacitif dans le circuit, puis essayer d'expliquer cette évolution. On désire toujours observer le fonctionnement de ce redresseur mono alternance lorsque V1=100V

pour pouvoir faire une comparaison avec le montage précédent et on fera les mesures avec un

réglage du plan résistif à 20% .

Montage :

On ajoute en parallèle sur le plan de charge résistif un plan de charge capacitif de 2KVAR 220V/50Hz

Etude

Quel est la valeur du condensateur correspondant à un réglage de 100% du plan de charge capacitif ?

Quelle est la valeur de la résistance correspondant à un réglage de 20% du plan de charge résistif ?

Quelle est la constante de temps correspodante ?

La période du signal redréssé est de 10ms ce qui est voisin de la constante de temps trouvée ci

dessus. Si on considère que le condensateur se décharge à travers la résistance pendant une

constante de temps la tension de sortie chute d'environ 63% de sa valeur max. On devrait donc

obtenir pour ce réglage une valeur minimum de Us(t) soit Us min=0.37* Usc soit Usmin=...

Si on considère le signal de sortie comme un ensemble de droites la valeur moyenne de Us(t) devrait

être proche de =(Us

c+Usmin)/2=....

Câblage :

Repérez les différents élements sur la table de manip, Réalisez le câblage proposé (fils bien choisis

couleur et longueur). Vérifiez que le circuit magnétique du transformateur est bien fermé. Réglez les

appareils réglables correctement. Ajoutez ensuite les appareils de mesures osilloscoppe et pinces

ampèrmétriques pour réaliser les mesures définies précédemment. Comment allez vous procéder

pour faire les mesures demandées ? Indiquez pour chaque relevé l'appareil utilisé et son réglage.

Faites vérifier le montage.

Manipulation

On est jamais certain à 100% que le montage soit correct, que les appareils fonctionnent

correctement. Il est donc important de vérifiez au maximum possible (l'aide des appareils de mesure)

que tout se passe correctement lors de la monté en tension.

Augmentez progressivement le réglage de l'autotransformateur jusqu'à obtenir 100V en V1 en faisant

attention aux différents points de l'étude théorique.

Résultats :

Dessinez les chronogrammes de Us(t) et Ie(t) pour un réglage de 60% du plan capacitif. Faites les manipulations pour compléter le tableau suivant en maintenant 100V en entrée

5/5 Plan de charge capacitif

Ie V1*Ie Puissance en entrée Facteur de puissance calculé Facteur de puissance mesuré Usc Usmin Us Is Us*Is Puissance en sortie Rendement

10% 20% 30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%

Commentaires :

Commentez la manipulation les valeurs obtenues et chronogrammes.

Conclusion :

Donnez une explication pour l'évolution des différentes valeurs mesuréesquotesdbs_dbs7.pdfusesText_5