TP N 3 REDRESSEMENT MONOPHASÉ NON CONTROLÉ

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1 Université de TOULON et d VA Noms rénoms : Institt Universitaire de Technologie Note : GENIE ELECTIQUE & INFOMATIQUE INDUSTIELLE Travax ratiqes d Electrotechniqe Grope : T N 3 EDESSEMENT MONOHASÉ NON CONTOLÉ Ce T aborde le redressement monophasé non contrôlé a travers de la charge d ne batterie d accmlaters a plomb. Il est traité en Travax Dirigés (TD n 5). La partie expérimentale est n prétexte à l apprentissage de l tilisation des appareils de mesrage actels. EAATION : i 3 Le redresser est n pont de Graëtz placé a secondaire d n transformater. Dans n premier temps le corant est jste limité par ne résistance, ensite on place en série ne bobine d indctance L. N v D h i 2 v 1 v 2 v 3 E L V 2eff = 48 V = 11 Ω L = 100 mh E = 24 V Qe vat la période d n signal sinsoïdal redressé dex alternances de fréqence d entrée 50 Hz. Comment mesre-t-on la valer efficace d n corant variable? Calcler la valer maximale V max d ne tension sinsoïdale de valer efficace V eff = 48 V Calcler la valer moyenne redressée 2 alternances V moy correspondante (por n débit sr résistance pre sans batterie) cos(314t) 24 V t (ms) t 1 θ t or ne tension qi vat soit v (t) =65 cos(314t) si elle est spériere à 24V, soit v (t) =24 V, dans le cas contraire, calcler les dates t 1 et t 2 de commtation. En dédire la drée de condction θ exprimée en degrés d angle. Garnero ET2-S1-T3.doc

2 ecommandations préliminaires por l expérimentation : L oscilloscope tilisé sera n appareil nmériqe portatif Les dex voies d entrée Y seront en mode DC (Direct Copling), or les corants, on tilisera ne sonde «LEM» les chronogrammes seront gradés en Ampère (sic!) en tilisant le réglage «probe» sr 100 mv/a Les granders d entrée seront mesrées à l aide d n appareil mltifonction Flke. La sensibilité minimale de celi-ci étant de 40 A, on tilisera ne bobine de 10 spires por agmenter artificiellement la grander affichée (il fadra donc diviser par 10 totes les intensités et les pissances) Garnero 2 ET2-S1-T3.doc

3 T N 3-1 er Essai LE COUANT DE CHAGE EST LIMITE A UNE ESISTANCE Le montage est donné ci-dessos : E = 24 V = 11 Ω i 3 O 1 230V/2x55V v D A 1 h v 3 A 2 230V 50 Hz ATV v 1 v 2 v 4 N M 1 S 1 V 1 La pince mltifonction M 1 est positionnée : soit en mode Wattmètre, soit en oscilloscope, soit en analyser de spectre. Afin d adapter l appareil à la mesre, on tilise ne bobine de 10 spires. Dans ce cas, les tensions et les pissances indiqées devront être divisées par 10 por avoir la valer correcte (les tensions ne sont pas modifiées) La sonde ampèremétriqe S 1 a n calibre 100 mv/a. Elle est reliée à la voie B de l oscilloscope O 1. Celi-ci sera réglé correctement (probe crrent 100mV/A) Les ampèremètres sont : n magnétoélectriqe por A 1, n ferromagnétiqe por A 2. égler l atotransformater variable (ATV) por qe la pince mltifonction M 1 indiqe V 2eff = 48 V elever précisément les chronogrammes de v 3 (t) et de i 3 (t) sr l oscilloscope O 1 pis, en tilisant les fonctionnalités de l oscilloscope O 1, déterminer les valers de : or la tension v 3 : Valer maximale V 3max = Valer minimale V 3min = Valer moyenne V 3moy = ériode T = Drée de condction t D = Angle d overtre θ = or le corant i 3 : Valer maximale I 3max = Valer moyenne I 3moy = Valer efficace I 3eff = A : /c t : s trig : B : /c En tilisant le voltmètre V 1 (en DC) mesrer les valers de V 3moy = et de V 4moy = Comparer les indications de v 3 entre les 2 appareils (O 1 et V 1 ). Garnero 3 ET2-S1-T3.doc

4 En tilisant les ampèremètres A 1 et A 2 mesrer les valers de I 3moy = et de I 3eff = Comparer les indications des appareils analogiqes avec celles de l oscilloscope. En tilisant l appareil V 1 en ohmmètre mesrer la valer de la résistance = Ω En considérant qe la tension V 4 est parfaitement contine, calcler la pissance tile dans la batterie par bat = V 4.I 3moy bat = W Calcler la qantité d électricité Q 10 fornie à la batterie en 10 heres Q 10 = Ah Calcler la pissance dissipée dans la résistance =.I 3eff 2 = W En négligeant les pertes dans le pont de Graëtz, calcler Bat le rendement d système de charge par η = = = η = % abs + pertes elever les chronogrammes de v 2 (t) et de i 2 (t) sr la pince mltifonction M 1 pis, en tilisant ses fonctionnalités, déterminer les valers de : Bat + Qelle sera la pissance apparente minimale qe devra avoir le transformater? S min = VA = Bat Calcler à novea le rendement d charger par η = η = % Qe pensez-vos de ces résltats? abs entrée La composante harmoniqe fondamentale d corant est-elle déphasée par rapport à la tension V 2? Qe vat donc la pissance réactive déphasante? Q déphasante = vars En dédire la valer de la pissance réactive déformante Q déformante = vars Dans le men de l appareil, rechercher la fonctionnalité permettant de déterminer la valer maximale d corant et donner le résltat : I 2max = A En dédire le facter de crête d corant i 2 Cette valer s éloigne-t-elle de 2? F I I 2 max = F 2 = 2eff Garnero 4 ET2-S1-T3.doc

5 elever le spectre de i 2 (t) sr la pince mltifonction M 1 Appliqer la voie A de l oscilloscope ax bornes de la diode D 1 por visaliser la tension v D. Le corant i 3 est mainten sr la voie B. elever les chronogrammes pis, en tilisant les fonctionnalités de l oscilloscope, déterminer la valer maximale de la tension inverse spportée par la diode V DImax = V Mesrer la valer maximale de la tension en direct V DFmax = V A : /c t : s trig : B : /c Garnero 5 ET2-S1-T3.doc

6 T N 3 2 ème Essai LE COUANT EST LIMITE A UNE ESISTANCE ET UNE BOBINE EN SEIE Le montage est donné ci-dessos : i 3 L O 1 230V/2x55V v D A 1 230V 50 Hz ATV N h v 1 v 2 v 3 v 4 A 2 M 1 S 1 E = 24 V = 11 Ω L = 100 mh On a simplement rajoté ne bobine a montage et on reprend les mêmes mesres. égler l ATV por qe la pince mltifonction M 1 indiqe V 2eff = 48 V égler l atotransformater variable (ATV) por qe la pince mltifonction M 1 indiqe V 2eff = 48 V elever précisément les chronogrammes de v 3 (t) et de i 3 (t) sr l oscilloscope O 1 pis, en tilisant les fonctionnalités de l oscilloscope O 1, déterminer les valers de : or la tension v 3 : Valer maximale V 3max = Valer minimale V 3min = Valer moyenne V 3moy = ériode T = Drée de condction t D = Angle d overtre θ = or le corant i 3 : Valer maximale I 3max = Valer moyenne I 3moy = Valer efficace I 3eff = A : /c t : s trig : B : /c En tilisant le voltmètre V 1 (en DC) mesrer les valers de V 3moy = et de V 4moy = Comparer les indications de v 3 entre les 2 appareils (O 1 et V 1 ). Garnero 6 ET2-S1-T3.doc

7 En tilisant les ampèremètres A 1 et A 2 mesrer les valers de I 3moy = et de I 3eff = Comparer les indications des appareils analogiqes avec celles de l oscilloscope. En tilisant l appareil V 1 en ohmmètre mesrer la valer de la résistance = Ω En considérant qe la tension V 4 est parfaitement contine, calcler la pissance tile dans la batterie par bat = V 4.I 3moy bat = W Calcler la qantité d électricité Q 10 fornie à la batterie en 10 heres Q 10 = Ah Calcler la pissance dissipée dans la résistance =.I 3eff 2 = W En négligeant les pertes dans le pont de Graëtz, calcler Bat le rendement d système de charge par η = = = η = % abs + pertes elever les chronogrammes de v 2 (t) et de i 2 (t) sr la pince mltifonction M 1 pis, en tilisant ses fonctionnalités, déterminer les valers de : Bat + Qelle sera la pissance apparente minimale qe devra avoir le transformater? S min = VA = Bat Calcler à novea le rendement d charger par η = η = % Qe pensez-vos de ces résltats? abs entrée La composante harmoniqe fondamentale d corant est-elle déphasée par rapport à la tension V 2? Qe vat donc la pissance réactive déphasante? Q déphasante = vars En dédire la valer de la pissance réactive déformante Q déformante = vars Dans le men de l appareil, rechercher la fonctionnalité permettant de déterminer la valer maximale d corant et donner le résltat : I 2max = A En dédire le facter de crête d corant i 2 Cette valer s éloigne-t-elle de 2? F I I 2 max = F 2 = 2eff Garnero 7 ET2-S1-T3.doc

8 elever le spectre de i 2 (t) sr la pince mltifonction M 1 Appliqer la voie A de l oscilloscope ax bornes de la diode D 1 por visaliser la tension v D. Le corant i 3 est mainten sr la voie B. elever les chronogrammes pis, en tilisant les fonctionnalités de l oscilloscope, déterminer la valer maximale de la tension inverse spportée par la diode V DImax = V Mesrer la valer maximale de la tension en direct V DFmax = V Faire n commentaire sr l ensemble d T Garnero 8 ET2-S1-T3.doc