Obtenir un courant continu à partir d’un courant alternatif et inversement

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Les fonctions de transformation

La fonction principale permettant la transformation d’une tension alternative en tension continue est le redressement. Il est suivi des opérations de lissage et de régulation.

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La transformation inverse (tension continue en tension alternative) se fait à l’aide d’un dispositif électronique appelé « onduleur ».

La diode et le redressement

A) Définition et caractéristiques de la diode

La diode est un dipôle dont le rôle est de ne laisser passer le courant que dans un sens. Elle comporte deux bornes distinctes : l’anode (A) et la cathode (K).

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Elle a un sens de branchement : si le courant entre par l’anode A, la diode est passante. Dans le cas contraire, on dit qu’elle est bloquée.

B) Le redressement mono-alternance

Le générateur de basses fréquences (GBF) délivre un signal sinusoïdal de fréquence f.

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La diode est passante dans le sens positif et bloquante dans le sens négatif (ce qui se traduit par une tension de sortie nulle). Elle supprime donc les alternances négatives et conserve les alternances positives du signal d’entrée. La fréquence reste identique.

C) Le redressement double-alternance

4 diodes forment un pont de diodes ou pont de Graetz (symbole électrique ci-contre). On obtient un redressement double-alternance, car l’alternance négative devient cette fois positive, et non nulle comme dans le redressement mono-alternance La tension de sortie est périodique de fréquence 2f.

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Le courant circule toujours dans le même sens à travers le dipôle R. Lorsque le GBF délivre une tension positive, D1 et D3 sont passantes, D2 et D4 sont bloquées (schéma de gauche). Lorsque le GBF délivre une tension négative, D1 et D3 sont bloquées, D2 et D4 sont passantes (schéma de droite).

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Le lissage d'une tension électrique

La tension de sortie d’un redressement est positive mais non continue. On utilise un dipôle capacitif, le condensateur, capable de stocker de l’énergie, afin de lisser cette tension en diminuant l’ondulation pour la rendre presque continue. On branche le condensateur C en parallèle sur le dipôle résistif R.

Attention

Certains condensateurs sont polarisés, c’est-à-dire qu’ils ont un sens de branchement

La capacité C d’un condensateur s’exprime en farad (F). On utilise plutôt les sous-multiples : le microfarad (1 µF = 10–6F), le nanofarad (1 nF = 10–9F) et le picofarad (1 pF = 10–12F).

La tension moyenne augmente avec la capacité C du condensateur. Plus la capacité du condensateur est élevée, plus le taux d’ondulation diminue :

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Remarque

En électronique, on utilise des tensions continues sans ondulation : on complète alors le circuit avec un régulateur.