Module pont redresseur

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1 Module pont redresseur L ensemble alimentation stabilisée permet de construire progressivement une alimentation stabilisée et d en étudier le fonctionnement. Ce matériel est destiné aux classes des lycées qui étudient ce matériel en sciences physiques. 1 DESCRIPTION DE L ENSEMBLE L ensemble est donc composé de 5 maquettes différentes que nous allons vous décrire dans ce document. 1

2 1.1. LA MAQUETTE MT4601 MODULE TRANSFORMATEUR (fig. 1) Cette maquette est constituée d un boîtier de dimensions 130X80X36 mm sur lequel sont implantés les éléments suivants - un transformateur 230 V - 24 V dont l intensité maximale d utilisation au secondaire est de 0,4 A. En effet, il s agit d un transformateur de 10 VA. Cela nous donne une intensité maximale d utilisation au Secondaire i = 10/24 = 0.41A - un interrupteur marche / arrêt qui permet de couper l alimentation 230 V, - un porte-fusible et un fusible de 50 ma. Ce dernier élément assure une protection du circuit primaire. Il a été calculé en fonction des caractéristiques du transformateur. Le transformateur est de 10 VA ce qui nous donne pour 230 V I = 10/230 = 0,043 A Nous avons donc estimé qu une protection par un fusible de 50 ma offrait une garantie de sécurité suffisante. 2

3 1.2. : MODULE PONT DE DIODES (fig. 3) Cette maquette est constituée d un boîtier de dimensions 130X80X36 mm sur lequel est implanté un pont de diodes (ou pont redresseur). Une sérigraphie donne à l utilisateur la représentation graphique normalisée du composant sous la forme de 4 diodes associées. Nous avons pensé que cette représentation était plus significative que celle adoptée par la nouvelle norme pour ce type de composant (fig.2). La présence du composant directement sur le dessus de la maquette permet de faire découvrir matériellement cet élément aux élèves. Fig.2 Ce pont redresseur, calculé largement (400 volts, 1,5 A) permet un redressement double alternance. Ses caractéristiques, surévaluées pour l utilisation développée ici, vous permettront de l utiliser dans d autres applications. Fig. 3 : Module Pont Redresseur 3

4 1.3.Réf : MODULE CONDENSATEUR (fig. 4) Cette maquette est constituée d un boîtier de dimensions 130X80X36 mm sur lequel est implanté un condensateur 2200 µf, 40 V. Ce condensateur sert au filtrage. Sa capacité permet de mettre en évidence un filtrage acceptable. Une sérigraphie sur le boîtier donne le symbole normalisé du condensateur. La présentation sous forme de maquette avec composant apparent, bien visible sur le boîtier, l existence d une sérigraphie et de douilles facilitant les branchements permettent de ne pas limiter l utilisation de ce type de matériel à la construction d une alimentation stabilisée. Il pourra être associé très facilement à d autres maquettes PIERRON pour construire des astables ou mettre en évidence le fonctionnement d autres composants comme par exemple l amplificateur opérationnel. Fig. 4 : Module Condensateur 4

5 1.4. : MODULE REGULATEUR LM317 (fig. 5) Cette maquette est constituée d un boîtier de dimensions 130X80X36 mm sur lequel est implanté l élément suivant - un régulateur de tension LM317 et son radiateur, Le régulateur de tension LM317 est un régulateur de tension positive à trois broches pouvant débiter plus de 1,5 A sous une tension allant de 1,2 à 37 V. Fig.5 Module Regulateur L utilisation de ce régulateur est relativement simple et il ne nécessite que 2 résistances extérieures pour déterminer sa tension de sortie. Ce circuit offre une protection totale contre les surcharges. La limitation en courant, la protection contre les surcharges thermiques et la plage de sécurité sont intégrées au circuit. Le circuit de protection contre les surcharges reste fonctionnel même si les connexions de réglage de la tension de sortie sont débranchées. La diode est destinée à protéger le circuit régulateur contre des tensions US > UE qui pourraient provenir de l utilisation, à la sortie de notre alimentation, d un condensateur de filtrage ou encore d un régime transitoire dû à l appareil branché à la sortie de l alimentation. 5

6 1.5. Réf : MODULE POTENTIOMETRES (fig. 6) Cette maquette est constituée d un boîtier de dimensions 130X80X36 mm sur lequel sont implantés les éléments suivants - un potentiomètre de 470 ohms placé en série avec une résistance de 27 ohms, - un potentiomètre de 10 k ohms placé en parallèle avec une résistance de 22 k ohms. La maquette permet une utilisation facile des composants qui y sont implantés. Une sérigraphie sur le dessus du boitier donne le symbole graphique normalisé du potentiomètre et les valeur des potentiomètres sans tenir compte des résistances. Des douilles de couleurs permettront une utilisation facile de la maquette par vos élèves quelque soit le type d expérience envisagée. Etant donné la présence des 2 résistances, nous préférons préciser les valeurs théoriques minimales et maximales de chaque voie du boîtier - voie 1 le potentiomètre P1 a une valeur de 470 ohms et la résistance associée en série a une valeur de 27 ohms. La valeur d utilisation de la voie 1 sera comprise entre 27 et 497 ohms. - voie 2 le potentiomètre P2 a une valeur de 10 k ohms et la résistance associée en parallèle a une valeur de 22 k ohms. La valeur d utilisation de la voie 2 sera comprise entre 6,875 et 22 k ohms. Cette maquette pourra être intégrée facilement dans d autres montages nécessitant l utilisation de résistances variables. Fig. 6 Module Potentiomètres 6

7 2 CONSTRUCTION DE L ALIMENTATION STABILISEE L ensemble que vous venez d acquérir, tout en permettant une utilisation séparée des différents éléments qui le composent, vous permettra plus particulièrement de construire progressivement avec vos élèves une alimentation stabilisée variable de 1,2 à 37 V avec une intensité de service maximale de 45 ma. 2.1 UTILISATION DU TRANSFORMATEUR La première des maquettes permet donc de mettre en évidence le passage de la tension du secteur à la tension de 24 V. La tension primaire qui est la tension du secteur pourra être mise en évidence et mesurée par le professeur. Cette tension n est d ailleurs pas accessible sur notre boitier. Il est facile de comprendre pourquoi nous n offrons pas cette possibilité sur notre maquette. La tension secondaire pourra être mesurée sur la maquette par les élèves. Ils utiliseront pour cette prise de - mesure un voltmètre alternatif ou un oscillographe. Cette expérience permettra d aborder ou de rappeler les termes - valeur efficace, - valeur instantanée, - période, - fréquence. Il sera très profitable d établir pour les différentes valeurs mesurées des comparaisons au niveau des circuits primaire et secondaire REDRESSEMENT Il s agit de compléter le montage précédent en y ajoutant la maquette avec le pont redresseur (fig. 7). Le pont redresseur est composé de 4 diodes. Il permet de redresser une tension alternative. Les élèves pourront faire la mesure avec plusieurs appareils dont un voltmètre à courant continu ou un oscillographe. La mesure sera faite entre les bornes de sorties indiquées + et -. La tension lue devrait être d environ 31 V. La tension maximale lue à l oscillographe devrait être d environ 45 V. Il faut noter qu il n est pas possible de comparer les valeurs maximales des tensions alternatives mesurées au secondaire du transformateur et celles des tensions redressées parce qu il y aurait une mise en court-circuit d une alternance par l intermédiaire de la masse. 7

8 2.3 FILTRAGE En ajoutant un condensateur après redressement de la tension alternative, on réalise un filtrage. Le filtrage permet d atténuer l ondulation qui existe sur le signal redressé. Vous pourrez faire mesurer la valeur de cette tension redressée et filtrée. Elle sera supérieure à la tension redressée. Elle devrait être voisine de 44 V. Les élèves pourront visualiser la tension filtrée à l aide de l oscillographe et il est possible en utilisant d autres condensateurs moins puissants, de montrer de manière plus visible la fonction de ce composant dans une alimentation stabilisée UTILISATION D UN REGULATEUR L utilisation d un régulateur permet d obtenir une tension qui ne dépend que très peu de la charge. Nous allons vous décrire plusieurs expériences réalisables avec ce composant. Nous donnons pour chacune des expériences les schémas nécessaires pour réaliser les montages. La première expérience permet de mettre en évidence la tension Uso du régulateur. Cette tension est voisine 1,25 V et c est une valeur caractéristique du composant. Le montage vous est donné par la fig.9. Il est possible de mettre en sortie un potentiomètre de résistance de 470 ohms en série afin d'étudier Uso=f(is) pour is variant de 0 à 400 ma environ. 8

9 Le régulateur peut être utilisé pour obtenir une tension ajustable. Il est évident que la tension Uso est insuffisante pour être utilisée dans des montages électriques ou électroniques. Il faut donc agir sur la tension de référence et appliquer sur la broche de réglage une tension différente de 0. Cela va être réalisé grâce aux 2 potentiomètres. IR est très faible devant les valeurs prises par Is (Is est proche de 50 microampères et Is est supérieure à 2,5 milliampères. Us=R1Is+R2Is L intensité Is est calculée en remarquant que le régulateur fonctionne toujours de manière à maintenir la tension Us0 entre la broche de sortie et la broche de réglage. Ce qui nous permet d écrire Uso = R1.Is La valeur de Us est donc donnée par la formule suivante Us = Uso.(R1+R2)/R1 Le montage permet de faire varier la tension de sortie entre 1,25 et 40 V environ. 9

10 3. MISE EN SERVICE 3.1 Prescription de sécurité Le matériel doit être utilisé conformément aux instructions de ce document. Il est conseillé d utiliser des câbles de sécurité pour alimenter le moteur. AUCUNE INTERVENTION N EST AUTORISEE A L INTERIEUR DES APPAREILS. 3.2 Mise en service Voir les instructions dans les chapitres concernant chaque produit. 4. MAINTENANCE Ce matériel ne nécessite aucun entretien particulier. Il convient d éviter l humidité et les chocs. Pour le nettoyage, il convient d utiliser un chiffon doux à poussière. TOUTE INTERVENTION A L INTERIEUR DE L APPAREIL DOIT ETRE REALI- SEE PAR UN TECHNICIEN PIERRON. S.A.V. PIERRON : Contactez le Service Relations Clients (Ne jamais retourner de matériel sans avoir pris, au préalable, contact avec notre Service Relations Clients). 10

11 5. Entretien, garantie et dépannage 5.2 Garantie Aucun entretien particulier n est nécessaire au fonctionnement de votre appareil. Toutes les opérations de maintenance ou de réparation doivent être réalisées par PIERRON EDUCATION. En cas de problème, n hésitez pas à contacter le Service Clients. 5.2 Garantie Les matériels livrés par PIERRON sont garantis, à compter de leur livraison, contre tous défauts ou vices cachés du matériel vendu. Cette garantie est valable pour une durée de 2 ans après livraison et se limite à la réparation ou au remplacement du matériel défectueux. La garantie ne pourra être accordée en cas d'avarie résultant d'une utilisation incorrecte du matériel. Sont exclus de cette garantie : la verrerie de laboratoire, les lampes, fusibles, tubes à vide, produits, pièces d'usure, matériel informatique et multimédia. Certains matériels peuvent avoir une garantie inférieure à 2 ans, dans ce cas, la garantie spécifique est indiquée sur le catalogue ou document publicitaire. Le retour de matériel sous garantie doit avoir notre accord écrit. Vices apparents : nous ne pourrons admettre de réclamation qui ne nous serait pas parvenue dans un délai de quinze jours après livraison au maximum. A l'export, ce délai est porté à un mois. La garantie ne s'appliquera pas lorsqu'une réparation ou intervention par une personne extérieure à notre Société aura été constatée. 11

12 Notes PIERRON Education - Parc Industriel Sud - Z.I. Gutenberg - 2, rue Gutenberg- B.P SARREGUEMINES CEDEX Tél. : Fax : Courriel : education-france@pierron.fr 12