u d (V) U seuil Placer dans le bon quadrant sur la caractéristique le symbole du modèle de la diode parfaite.

Transcription

1 1 ) Caractéristique d une diode 1.1 ) Symbole id A ud K C est un dipôle dissymétrique, il possède une anode et une cathode. Préciser par les lettres A et K où elles se situent sur le symbole. 1.2 ) Caractéristique courant tension i d (ma) U seuil u d (V) 1.3 ) Caractéristique courant tension idéalisée i d (ma) Dans le cas d une diode supposée parfaite, on peut d après la caractéristique idéalisée en donner un modèle équivalent sous forme d interrupteur : Compléter les légendes u d (V) id=0 A Diode bloquée, Interrupteur ouvert id Diode passante Interrupteur fermé ud ud= 0V Placer dans le bon quadrant sur la caractéristique le symbole du modèle de la diode parfaite. Une diode supposée parfaite est un interrupteur unidirectionnel en courant. Quand une diode idéale est passante, on écrit u d = 0 et on vérifie que i d > 0. Quand une diode idéale est bloquée, on écrit i d = 0 et on vérifie que u d < 0. Bernaud J. 1/6

2 2 ) Commutateur à cathodes communes, commutateur à anodes communes 2.1 ) Commutateur à deux diodes à cathodes communes (plus positif) id2 id1 ud2 ud1 Faire le câblage suivant : Prendre pour D 1 et D 2 des DELs (Diodes Electroluminescentes) de couleurs différentes, E 2 source de tension continue + 5V, E 2 > 0V E 1 alimentation continue, E 1 > 0V, R résistance de 1k. E2 E1 R= 1kΩ Faire les tests suivants : Régler E 1 à 4V, E 2 est à 5V. Quelle diode s allume? C est la diode D 2. E 1 est supérieure, inférieure ou égale à E 2 : E 1 < E 2. Régler E 1 à 7V, E 2 est à 5V. Quelle diode s allume? C est la diode D 1. E 1 est supérieure, inférieure ou égale à E 2 : E 1 > E 2. Conclusion : Dans un commutateur plus positif, c est la diode qui possède le potentiel d anode le plus élevé qui conduit. 2.2 ) Commutateur à deux diodes à anodes communes (plus négatif) id2 id1 ud2 ud1 Faire le câblage suivant : Prendre pour D 1 et D 2 des DELs (Diodes Electroluminescentes) de couleurs différentes, E 2 source de tension continue + 5 V, E 2 < 0V E 1 alimentation continue, E 1 < 0V, R résistance de 1k. E2 E1 R= 1kΩ Faire les tests suivants : Régler E 1 à -4V, E 2 est à -5V. Quelle diode s allume? C est la diode D 2. E 1 est supérieure, inférieure ou égale à E 2 : E 1 > E 2. Bernaud J. 2/6

3 Réseau EDF Régler E 1 à -7V, E 2 est à-5v. Quelle diode s allume? C est la diode D 1. E 1 est supérieure, inférieure ou égale à E 2 : E 1 < E 2. Conclusion : Dans un commutateur plus négatif, c est la diode qui possède le potentiel de cathode le moins élevé qui conduit. 2.3 ) Remarque Dans un commutateur qu il soit à cathodes communes ou à anodes communes, il ne peut y avoir qu une seule diode passante. Lorsqu elle conduit, elle bloque les autres. 3 ) Redressement double alternance : pont de diodes ( P) 3.1 ) Schéma du montage ransformateur La charge, dans un premier temps est une résistance. On se synchronisera sur le réseau. Pont de diodes 3.2 ) Relevés des courbes u c (t) et i c (t) en simultanée D 1 et D 2 constituent un commutateur à cathodes communes. D 3 et D 4 constituent un commutateur à anodes communes. Placer sur le schéma ci-dessus, les voies 1 et 2 permettant de visualiser ces deux grandeurs ( pour i c, utiliser une sonde de courant ). Voie1 : u c Charge Voie 2 (Sonde de courant) : image de i c 0 V u c u e > 0 u e < 0 Sonde de courant 100mV/A Bernaud J. 3/6

4 3.3 ) Relevés des courbes u (t) et i (t) en simultanée, ainsi que des courbes u (t) et i (t) en simultanée. u e > 0 0 A i u e > 0 0 V u 0 A i 0 V u 3.4 ) Principe de fonctionnement On s intéresse au signe de la tension secondaire du transformateur : u e = v C - v D Pour t 0,, u 2 e > 0 V alternance positive, pour t,, u 2 e < 0V alternance négative. Etude lorsque t 0, : u 2 e > 0 V donc v C > v D Pour le commutateur à cathodes communes, le point de potentiel le plus élevé correspond donc à l anode de la diode D 1. La diode D 1 conduit et la diode D 2 est bloquée. Pour le commutateur à anodes communes, le point de potentiel le moins élevé correspond donc à la cathode de la diode D 4. La diode D 4 conduit et la diode D 3 est bloquée. Compléter le schéma suivant et le tableau en fin de paragraphe : i e ue C D ransformateur Etude lorsque : t, Pont de diodes Charge u 2 e < 0 V donc v C < v D Pour le commutateur à cathodes communes, le point de potentiel le plus élevé correspond donc à l anode de la diode D 2. La diode D 2 conduit et la diode D 1 est bloquée. Bernaud J. 4/6

5 Pour le commutateur à anodes communes, le point de potentiel le moins élevé correspond donc à la cathode de la diode D 3. La diode D 3 conduit et la diode D 4 est bloquée. Compléter le schéma suivant et le tableau en fin de paragraphe : i e ue C D ransformateur Pont de diodes Charge ableau : t 0, t, 2 2 D 1 Conduit (passante) bloquée D 2 bloquée Conduit (passante) D 3 bloquée Conduit (passante) D 4 Conduit (passante) bloquée u c u c = u e u c = - u e i c i c = i e i c = - i e 3.5 ) Mesure des valeurs moyenne et efface de la tension u c u moy 2*ˆ e U ceff U eeff Valeur moyenne de u c Valeur efface de u c Valeur efface de l ondulation de u c <u c > = U c eff = U c ond. eff = Position et type de l appareil de mesure DC RMS AC+DC RMS AC Vérifier que (U c eff ) 2 = (<u c >) 2 + ( U c ond eff ) 2 Bernaud J. 5/6

6 4 ) Filtrage de la tension de sortie d un pont de diodes 4.1 ) Schéma du montage Voie1 : u c C + ransformateur Voie 2 : image de i c Pont de diodes 4.2 ) Relevés Placer sur le schéma ci-dessus les voies de l oscilloscope permettant de voir en simultanée l image du courant et de la tension en sortie du pont. Faire pour deux valeurs de C. 0 V u c 0 V u c u e > 0 u e < 0 2) Ch 2: 100 mvolt 2.5 ms C=470 µf C = 4700 µf 4.3 )Conclusion Un condensateur permet de filtrer la tension de sortie d un pont de diodes, il est utilisé en courant faible. Condition de bon filtrage : RC >> 1 Si on place un Régulateur Intégré de ension entre la sortie du pont et la charge, la tension de sortie aux bornes de la charge sera parfaitement continu ( plus d ondulation). 0 V u c 2) Ch 2: 200 mvolt 2.5 ms Bernaud J. 6/6