Circuit de Redressement Simple à Diode

Circuit de Redressement Simple à Diode

Comprendre le Circuit de Redressement Simple à Diode

On considère un circuit de redressement simple composé d’une source de tension AC de 120 V (tension de crête) et d’une diode idéale. Le circuit alimente une charge résistive de 1 kΩ. La fréquence de la source AC est de 60 Hz.

1. Calcul de la Tension et du Courant en Charge

  • Déterminez la tension de crête à crête (Vpp) de la source AC.
  • Calculez la tension de sortie moyenne (Vdc) aux bornes de la résistance en tenant compte de la diode en polarisation directe.
  • Déterminez le courant moyen (Idc) traversant la résistance.

2. Effet de la Polarisation Inverse

  • Expliquez ce qui se passe lorsqu’une tension négative est appliquée à la diode. Pourquoi le courant ne circule-t-il pas dans le circuit durant la moitié négative du cycle AC?

3. Rôle de la Diode dans le Circuit

  • Discutez de l’importance de la diode dans ce circuit de redressement. Qu’arriverait-il si la diode n’était pas présente?

Indications:

  • Pour une diode idéale en polarisation directe, considérez qu’il n’y a pas de chute de tension à ses bornes.

Correction : Circuit de Redressement Simple à Diode

1. Calcul de la Tension et du Courant en Charge

  • Tension de crête à crête (\(V_{pp}\)) de la source AC

La tension de crête à crête (\(V_{pp}\)) est le double de la tension de crête (\(V_{p}\)) de la source AC. Sachant que \(V_{p} = 120V\),

\[ V_{pp} = 2 \times V_{p} \] \[ V_{pp} = 2 \times 120V = 240V \]

  • Tension de sortie moyenne (\(V_{dc}\)) aux bornes de la résistance

La tension de sortie moyenne pour un redresseur mono-alternance peut être approximée par la formule

\[ V_{dc} = \frac{V_{p}}{\pi} \]

Substituons \(V_{p} = 120V\) dans la formule,

\[ V_{dc} = \frac{120V}{\pi} \approx 38.2V \]

  • Courant moyen (\(I_{dc}\)) traversant la résistance

Le courant moyen peut être calculé à partir de la tension de sortie moyenne et de la valeur de la résistance (\(R = 1 k\Omega\)) selon la loi d’Ohm (\(I = \frac{V}{R}\)),

\[ I_{dc} = \frac{V_{dc}}{R} \] \[ I_{dc} = \frac{38.2V}{1000\Omega} \] \[ I_{dc} = 0.0382A \]

Ce qui donne un courant moyen \(I_{dc}\) de 38.2 mA.

2. Effet de la Polarisation Inverse

Lorsque la diode est en polarisation inverse (c’est-à-dire, lorsqu’une tension négative est appliquée à la diode), elle ne conduit pas le courant car la jonction PN de la diode bloque le passage du courant dans cette direction.

Cela empêche le courant de circuler dans le circuit pendant la moitié négative du cycle AC de la source de tension.

Ce comportement est essentiel pour la conversion du courant alternatif en courant continu pulsé, car il ne permet au courant de passer que durant la moitié positive du cycle AC.

3. Rôle de la Diode dans le Circuit

La diode joue un rôle crucial dans le circuit de redressement simple en permettant la conversion du courant alternatif (AC) en courant continu (DC) pulsé. Elle agit comme une « porte » qui ne s’ouvre que dans une direction, permettant ainsi au courant de circuler uniquement pendant la moitié positive du cycle AC.

Sans la diode, la charge serait alimentée par un courant alternatif, avec des cycles positifs et négatifs, ce qui ne serait pas souhaitable pour des applications nécessitant un courant continu (comme le chargement d’une batterie ou le fonctionnement de circuits électroniques DC).

Circuit de Redressement Simple à Diode

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