Redresseur

Programmes : Sek II, electronics courses

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Objectif

Étudier le redresseur double alternance à pont de diodes et le lissage de l’ondulation par un condensateur.

Le montage

Source : sinus, amplitude 10 V, 50 Hz. Un pont de quatre diodes, une charge de 1 kΩ. Le condensateur de lissage de 100 µF est relié à la charge par un interrupteur, qui est ouvert. Oscilloscope aux bornes de la charge : CH1, 5 V/div, 5 ms/div.

Protocole

1. Observez l’oscillogramme aux bornes de la charge et trouvez la période de l’ondulation.
2. Fermez l’interrupteur du condensateur. Pour voir l’ondulation, dans le menu de l’oscilloscope, passez CH1 sur l’entrée AC, réglez avec les boutons 0,2 V/div et un niveau de déclenchement de 0 ; estimez l’ondulation crête à crête.
3. Dans le panneau des paramètres du condensateur, réglez 1000 µF et passez CH1 sur 20 mV/div.
4. Ouvrez l’interrupteur et retirez la diode la plus à gauche — vous obtenez un redresseur simple alternance.

Résultat attendu

Aux bornes de la charge apparaissent des alternances positives, sans aucun creux sous zéro. La tension de crête est d’environ 8,9 V : environ 1,1 V est perdu dans les deux diodes passantes (de vraies diodes de redressement au silicium perdent environ 1,3 V, et la tension de crête est plus basse, environ 8,7 V). La fréquence de l’ondulation est de 100 Hz — 2 divisions. Avec le condensateur de 100 µF, la tension est presque constante, environ 8,5 V ; l’ondulation est d’environ 0,67 V — 3,4 divisions sur l’entrée AC ; avec 1000 µF — environ 0,07 V. Une fois une diode retirée, il reste une alternance par période, 50 Hz.

Questions

1. Pourquoi la fréquence de l’ondulation d’un redresseur double alternance est-elle le double de la fréquence du secteur ?
2. Comment l’ondulation crête à crête dépend-elle de l’intensité du courant dans la charge ?

Réponses

1. Le pont retourne l’alternance négative, si bien que la charge reçoit les deux alternances de chaque période dans le même sens. Une période de la source, 20 ms à 50 Hz, donne deux bosses identiques, et l’ondulation se répète toutes les 10 ms : 100 Hz.
2. L’ondulation est à peu près proportionnelle à l’intensité du courant dans la charge. Entre les crêtes, le condensateur alimente seul la charge et perd une charge électrique \(I \cdot \Delta t\), donc sa tension baisse de \(\Delta U \approx I \cdot \Delta t / C\), où \(\Delta t\) vaut au plus les 10 ms entre deux crêtes. Pour 8,5 V / 1 kΩ = 8,5 mA et 100 µF, cela donne au plus 8,5 mA · 10 ms / 100 µF = 0,85 V ; le montage affiche 0,67 V, car le condensateur commence à se recharger avant la crête suivante.