TP3 : Comment redresser le courant ? Version PROF
Compétences et capacités évaluées :
RÉALISER : mettre en évidence le rôle d'une diode dans un circuit VALIDER : expliquer le rôle d'une diode dans un circuit
Problématique :
Dans une voiture, la batterie est rechargée par un alternateur qui délivre du courant alternatif.
Or la batterie doit être rechargée en courant continu / alternatif
(rayer le mot faux)
Comment passe-t-on du courant ALTERNATIF au courant CONTINU pour recharger la batterie ?
(compléter)Partie 1 : A quoi sert une diode ? Matériel :
• Générateur 6 V continu
• Diode 1N4007 • Ampoule 6V 300 mA avec support.
• Fils Protocole expérimental :
Réaliser le montage ci-contre.
Appel n°1 : appeler l'enseignant pour lui montrer votre montage.
Questions :
a) Observer et surligner la bonne réponse. La lampe s'allume / La lampe ne s'allume pas b) Inverser les bornes du générateur, observer et surligner la bonne réponse.
La lampe s'allume / 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 :
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.
Compétence et capacité évaluée : RÉALISER : faire un redressement mono-alternance
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Compétence et capacité évaluée :
COMMUNIQUER : tension moyenne et maximale d'un redressement mono-alternance COMMUNIQUER : représentation graphique d'un redressement mono-alternance Manipulations :
a) Allumer le générateur et 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 0,01 près) en marquant un ou 2 point(s) sur le graphique ("Outils"
"Coordonnées" puis Cliquer) : Umax = 7,95 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" et pour "Image" "Type" cocher "Conserver le ratio" et mettre la hauteur à 15.
TP3 : Comment redresser le courant ? Version PROF
Compétences et capacités évaluées :
RÉALISER : faire un pont de diode et faire un redressement double alternance
COMMUNIQUER : tension moyenne et maximale d'un redressement double alternance COMMUNIQUER : représentation graphique d'un redressement double alternance Partie 3 : Redressement double alternance.
Matériel : A vous de savoir !!!
a) Montage d'un pont de diodes.
Protocole expérimental :
Réaliser le montage ci-contre sur la plaque.
Appel n°3 : appeler l'enseignant pour lui montrer votre montage.
b) Montage redresseur.
Protocole expérimental :
Réaliser le montage ci-contre.
Appel n°4 : appeler l'enseignant pour lui montrer votre montage.
Manipulations :
a) Allumer le générateur et 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 0,01 près) en marquant un ou 2 point(s) sur le graphique : Umax = 7,38 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" et pour "Image" "Type" cocher "Conserver le ratio" et mettre la hauteur à 10.
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Compétences et capacités évaluées :
ANALYSER : proposer l'ajout correct d'un condensateur dans un circuit double alternance
COMMUNIQUER : tensions moyenne, minimale et maximale d'un redressement avec condensateur VALIDER : dire à quoi ressemble un redressement double alternance avec condensateur
COMMUNIQUER : représentation graphique d'un redressement avec condensateur Partie 4 : Filtrage d'une tension redressée.
Matériel :
• Condensateurs polarisés 100 µF et 470 µF • A vous de déterminer le reste.
Protocole expérimental :
• 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.
Manipulations et questions :
a) Allumer le générateur et 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 0,01 près) : maximales Umax = 7,3 V minimales Umin = 6,8 V f) A quoi ressemble la tension observée ?
...
...
g) Copier puis coller votre acquisition avec le (ou les) point(s) marqué(s) ci-dessous en l'adaptant.
Condensateur
Condensateur
TP3 : Comment redresser le courant ? Version PROF
Compétences et capacités évaluées :
COMMUNIQUER : représentation graphique d'un redressement avec condensateur plus puissant VALIDER : expliquer si un redressement est meilleur ou pas
h) Remplacer le condensateur de 100 µF par le condensateur de 470 µF et copier / coller l'oscillogramme obtenu ci-dessous. Le redressement est-il meilleur ?
OUI
Partie 5 : réponse à la problématique.
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
Appel n°6 : Enregistrer votre fichier puis appeler l'enseignant pour lui dire que vous avez terminé.
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FICHE PROF
Matériel :
• Mettre fichier T4_Tp3_Redressement_EXAO_VotreNom sur le lecteur réseau de chaque élève.
• Voir fiche laboratoire.
• Tester toutes les diodes 1 par 1 le matin du TP (passant / non passant) pour ne pas perdre de temps après Objectif élève (une fois l'objectif prof ci-dessus énoncé par les élèves ou l'enseignant) :
• Tout savoir sur le redressement tension et courant.
Objectif prof avant le TP :
• Faire tester la tension délivrée par les adaptateurs aux élèves.
Problématique :
Dans une voiture, la batterie est rechargée par un ??? qui délivre du courant ???. Et la batterie doit être rechargée en courant ???
Comment passe-t-on du courant alternatif au courant continu pour recharger la batterie ?
Laisser les élèves réfléchir 5 minutes puis montrer l'adaptateur blanc déjà ouvert.
Objectifs prof après le TP :
• Donner le T4_Tp3_Redressement_Cours. Faire QCM page 25 et exercices 3+4 page 26 pour la fois d'après.
Objectifs prof la fois d'après :
• Corriger QCM page 25 et exercices 3+4 pages 26.
• Préparer une interrogation théorique sur le T4 pour la fois d'après. FIN DU CHAPITRE T4
FICHE LABORATOIRE
Adaptateur secteur, générateur 6 V-12V, 4 diodes 1N4007, pont de diodes, résistance 100 ohms et 1000 ohms, ampoule 6V 300 mA avec support, fils, multimètre, condensateur 100 µF et 470 µF, plaque de connexions, mallette EXAO
