Redresseurs: simple alternance, double alternance, pont de diodes, filtrage, lissage
Ce document présente les différents types de redresseurs utilisés pour convertir un signal alternatif en un signal continu. Ces circuits sont essentiels dans de nombreux appareils électroniques, des alimentations aux systèmes de communication. Nous explorerons les principes de base du redressement simple alternance, double alternance, du pont de diodes, ainsi que les techniques de filtrage et de lissage pour obtenir une tension continue stable. Ce cours est adapté aux étudiants de niveau supérieur en physique, dans le cadre d’un module de Circuits électriques et électroniques.
Redressement simple alternance
Le redressement simple alternance utilise une seule moitié du cycle d’un signal alternatif. Une diode est utilisée pour bloquer la partie négative du signal, laissant passer uniquement la partie positive. Ce type de redressement est simple mais produit une tension continue pulsée, nécessitant un filtrage additionnel.
Exemple 1 : Un signal sinusoïdal alternatif de 10 V(eff) est appliqué à un redresseur simple alternance. Déterminer la tension de sortie moyenne.
Solution : La tension de sortie moyenne pour un redresseur simple alternance est donnée par la formule : \(V_{moy} = \frac{2V_m}{\pi}\), où \(V_m\) est la valeur de crête du signal alternatif. Sachant que \(V_{eff} = \frac{V_m}{\sqrt{2}}\), on obtient \(V_m = V_{eff}\sqrt{2}\) = 10√2 ≈ 14.14 V. Donc, \(V_{moy} = \frac{2 \times 14.14}{\pi} \approx 9.00\) V.
Redressement double alternance
Le redressement double alternance utilise les deux moitiés du cycle du signal alternatif. Deux diodes sont utilisées pour rectifier les deux moitiés du cycle. Il produit une tension continue pulsée avec une valeur moyenne plus élevée qu’avec le redressement simple alternance.
Exemple 2 : Un signal sinusoïdal alternatif de 10 V(eff) est appliqué à un redresseur double alternance. Trouvez la valeur de la tension de sortie.
Solution : La tension de sortie moyenne pour un redresseur double alternance est donnée par \(V_{moy} = \frac{2V_m}{\pi} = \frac{2 \times 14.14}{\pi} \approx 9.00 V\). Ce calcul est le même que pour le redressement simple alternance car la tension moyenne est la même mais le signal est différent.
Pont de diodes
Le pont de diodes est une configuration à quatre diodes qui permet le redressement double alternance. Il offre une meilleure efficacité et un meilleur lissage que les méthodes précédentes. C’est la méthode la plus courante pour les applications nécessitant des tensions continues.
Filtrage et lissage
Le filtrage est une étape essentielle après le redressement. Un condensateur ou un filtre passe-bas est utilisé pour lisser les impulsions de sortie du redresseur, produisant une tension continue plus proche d’une tension continue parfaite. Le choix du filtre dépend des exigences de l’application.
Remarque : Le degré de lissage dépend de la valeur du condensateur et de la charge du circuit.
Conclusion
Les redresseurs sont des composants électroniques fondamentaux pour convertir le courant alternatif en courant continu. Le choix du type de redresseur dépend des exigences de l’application en termes de tension de sortie, d’efficacité, de coût et de complexité.