Analyse d’un Circuit avec Diode Parfaite
Comprendre l’Analyse d’un Circuit avec Diode Parfaite
Nous étudions un circuit simple intégrant une diode parfaite. La diode parfaite est un composant idéalisé qui ne présente aucune chute de tension dans le sens passant (lorsqu’elle est polarisée directement) et ne laisse aucun courant passer dans le sens bloquant (polarisée inversément).
Cet exercice a pour but de comprendre le comportement d’un tel circuit lorsqu’il est soumis à différentes tensions d’entrée.
Pour comprendre le calcul du Circuit de Redressement Simple à Diode, cliquez sur le lien.
Données :
- Tension de source variable \( V_{in} \) : 0 V à 10 V.
- Résistance \( R \) : 1 k\(\Omega\).
- Tension de seuil théorique de la diode parfaite : 0 V en polarisation directe.
Questions:
1. Calculer le courant \( I \) dans le circuit pour des valeurs de \( V_{in} \) de 0 V, 5 V, et 10 V.
2. Analyser le comportement de la diode pour chaque valeur de \( V_{in} \).
3. Déterminer la puissance dissipée dans la résistance pour chaque valeur de \( V_{in} \).
Correction : Analyse d’un Circuit avec Diode Parfaite
1. Calcul du courant \(I\) dans le circuit
Pour \(V_{in} = 0V\) :
- État de la diode :
La diode parfaite est polarisée directement mais comme la tension d’entrée est 0 V, aucun courant ne traverse la diode. La diode est en état bloquant.
- Courant \(I\) :
Le courant dans le circuit est donné par
\[ I = \frac{V_{in} – V_d}{R} \]
où \(V_d\) est la chute de tension à travers la diode.
Pour une diode parfaite, \(V_d = 0\) en polarisation directe. Donc,
\[ I = \frac{0V}{1k\Omega} = 0A \]
Pour \(V_{in} = 5V\) :
- État de la diode :
La diode est polarisée directement et, étant une diode parfaite, elle laisse passer le courant sans chute de tension.
- Courant \(I\) :
\[ I = \frac{5V}{1k\Omega} \] \[ I = 0.005A = 5mA \]
Pour \(V_{in} = 10V\) :
- État de la diode :
Comme pour \(V_{in} = 5V\), la diode est polarisée directement et fonctionne sans chute de tension.
- Courant \(I\) :
\[ I = \frac{10V}{1k\Omega} \] \[ I = 0.01A = 10mA \]
2. Analyse du Comportement de la Diode
Pour chaque tension d’entrée, la diode parfaite laisse passer le courant lorsque \(V_{in} > 0\) et bloque le courant lorsque \(V_{in} = 0\).
Il n’y a aucune chute de tension à travers la diode en polarisation directe, ce qui est caractéristique des diodes parfaites.
3. Calcul de la Puissance Dissipée dans la Résistance
Pour \(V_{in} = 0V\) :
- Puissance dissipée \(P\) :
\[ P = I^2 \times R \] \[ P = (0A)^2 \times 1k\Omega \] \[ P = 0W \]
Pour \(V_{in} = 5V\) :
- Puissance dissipée \(P\) :
\[ P = (5mA)^2 \times 1k\Omega \] \[ P = 0.025W = 25mW \]
Pour \(V_{in} = 10V\) :
- Puissance dissipée \(P\) :
\[ P = (10mA)^2 \times 1k\Omega \] \[ P = 0.1W = 100mW \]
Résumé:
Le circuit démontre clairement le comportement idéalisé d’une diode parfaite. À \(V_{in} = 0V\), aucun courant ne circule, tandis que pour \(V_{in} = 5V\) et \(V_{in} = 10V\), le courant circule normalement sans aucune chute de tension à travers la diode, et la puissance est dissipée uniquement à travers la résistance en fonction du carré du courant traversant.
Analyse d’un Circuit avec Diode Parfaite
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