FICHE PROF CORRIGEE.
Capacités visées :
• Identifier les règles et dispositifs de sécurité adéquats à mettre en œuvre.
• Mettre en évidence expérimentalement le rôle d'une diode dans un circuit.
• Réaliser le redressement d'un courant.
Connaissances visées :
• Savoir que le redressement permet de passer d'un courant électrique alternatif à un courant électrique continu.
Problématique : Dans une voiture, la batterie est rechargée par un alternateur qui délivre du courant alternatif. Et la batterie doit être rechargée en courant continu.
Comment passe-t-on du courant alternatif au courant continu pour recharger la batterie ?
Partie 0 : Enregistrer votre fichier sous la symbolique : T4_Tp3_Redressement_EXAO_VotreNom
Partie 1 : A quoi sert une diode ? Matériel :
• Générateur 6 V continu
• Diode 1N4007
• Ampoule 6V 300 mA avec support.
• Fils Protocole expérimental : (SUR 2)
Réaliser le montage ci-contre.
Appel n°1 : appeler l'enseignant pour lui montrer votre montage.
Questions : (SUR 1,25)
a) Observer et surligner la bonne réponse. La lampe s'allume OU La lampe ne s'allume pas b) Inverser les bornes du générateur, observer et surligner la bonne réponse.
La lampe s'allume OU La lampe ne s'allume pas c) En conclusion, donner les polarités + et – de la diode qui permettent à la lampe de s'allumer.
Du coté du A : + Du coté du K : -
d) A quoi sert donc une diode ? A ne laisser passer le courant alternatif que dans 1 sens Partie 2 : Redressement mono-alternance.
Matériel :
• Mallette EXAO (voltmètre en continu --- )
• Logiciel "Atelier Scientifique pour les LP"
• A vous de déterminer le reste.
Protocole expérimental : (SUR 3)
Réaliser le montage ci-contre en respectant les consignes ci-dessous :
• Le voltmètre est en position continue.
• Sur le logiciel, le voltmètre est en ordonnée Y et le temps en abscisse X.
Appel n°2 : appeler l'enseignant pour lui montrer votre montage, multimètre allumé et matériel EXAO branché et réglé.
Questions : (SUR 2,5)
a) Lancer l'acquisition. Observer ce qu'il se passe.
b) Relever et noter la tension moyenne (à 0,1 près) indiquée par le voltmètre (avec l'unité) : Umoy = 2,5 V
c) Arrêter l'acquisition puis éteindre le générateur.
d) Adapter l'échelle à votre graphique.
e) Déterminer la tension maximale (à 0,1 près) en marquant un ou 2 point(s) sur le graphique ("Outils"
"Coordonnées" puis Cliquer) : Umax = 7,9 V
f) Copier puis coller votre acquisition avec le (ou les) point(s) marqué(s) ci-dessous.
Cliquer droit sur l'image pour "Adaptation du texte" en "continu".
Partie 3 : Redressement double alternance.
Matériel :
• A vous de savoir.
a) Montage d'un pont de diodes.
Protocole expérimental : (SUR 1)
Réaliser le montage ci-contre sur la plaque.
Appel n°3 : appeler l'enseignant pour lui montrer votre montage.
b) Montage redresseur.
Protocole expérimental : (SUR 2,5) Réaliser le montage ci-contre.
Appel n°4 : appeler l'enseignant pour lui montrer votre montage.
Questions : (SUR 2)
a) Lancer l'acquisition (remplacer la dernière acquisition). Observer ce qu'il se passe.
b) Relever et noter la tension moyenne (à 0,1 près) indiquée par le voltmètre : Umoy = 4,5 V
c) Arrêter l'acquisition puis éteindre le générateur.
d) Adapter l'échelle à votre graphique.
e) Déterminer la tension maximale (à 0,1 près) en marquant un ou 2 point(s) sur le graphique : Umax = 7,4 V
f) Copier puis coller votre acquisition avec le (ou les) point(s) marqué(s) ci-dessous.
Partie 4 : Filtrage d'une tension redressée.
Matériel :
• Condensateurs polarisés 100 µF et 470 µF • A vous de déterminer le reste.
Protocole expérimental : (SUR 1)
• Insérer dans le montage précédent, en parallèle avec la résistance, le condensateur polarisé 100 µF.
• Rajouter sur le schéma ci-contre, le
condensateur que vous avez rajouté (avec le schéma donné ou en utilisant les outils de dessin).
• ATTENTION : repérer à la sortie du pont de diodes les bornes positives et négatives !!
Appel n°5 : appeler l'enseignant pour lui montrer votre montage et votre schéma modifié.
Questions : (SUR 4,5)
a) Lancer l'acquisition (remplacer la dernière acquisition). Observer ce qu'il se passe.
b) Relever et noter la tension moyenne (à 0,1 près) indiquée par le voltmètre : Umoy = 7,3 V
c) Arrêter l'acquisition puis éteindre le générateur.
d) Mettre une échelle de -8 à 8 V sur les ordonnées.
e) Déterminer les valeurs (à 0,1 près) : maximales Umax = 7,3 V minimales Umin = 6,8 V f) A quoi ressemble la tension observée ?
A une tension continue mais pas plate
g) Copier puis coller votre acquisition avec le (ou les) point(s) marqué(s) ci-dessous.
Condensateur
Condensateur
h) Le filtrage de la tension est considéré comme convenable lorsque RC ≥ 10T (T période du signal en secondes, à trouver sur le graphique).
Dans quel cas cette condition est-elle respectée ? T : période du courant alternatif
Or T = 1/f et f = 50 Hz donc T = 0,02 s.
Donc C > 10∗∗∗∗0,02
1000 donc C > 0,0002F Soit C > 200 µF
i) Vérifier votre réponse en remplacant le condensateur de 100 µF par le condensateur de 470 µF et copier puis coller l'oscillogramme obtenu ci-dessous.
Partie 5 : réponse à la problématique (SUR 0,75).
Répondre à la problématique du départ (Comment passe-t-on du courant alternatif au courant continu ?) Il faut un pont de diodes et un condensateur suffisamment puissant pour filtrer la tension.
Ranger correctement le matériel (SUR 0,5)
Appel n°6 : Enregistrer votre fichier puis appeler l'enseignant pour lui dire que vous avez terminé.
