Le redressement du courant alternatif
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• obtenir une tension redressée simple alternance avec une diode ;
• schématiser et réaliser un pont de diodes et expliquer le redressement double alternance ;
• interpréter les oscillogrammes des tensions avant et après redressement ;
• expliquer le rôle d'un condensateur de filtrage et la chaîne d'une alimentation.
Prérequis : la diode, la tension alternative sinusoïdale, l'oscilloscope, le transformateur.
Situation de départ
Pour recharger la batterie d'une moto, ou pour récupérer séparément le dihydrogène et le dioxygène par électrolyse de l'eau, il faut un courant qui circule toujours dans le même sens. Votre ordinateur portable, lui aussi, fonctionne en continu. Pourtant, la prise ne fournit qu'une tension alternative.
Comment le chargeur transforme-t-il la tension alternative du secteur en une tension qui garde toujours le même signe ?
I. Le redressement simple alternance
Une tension alternative sinusoïdale alimente une charge (une lampe, un résistor R). On observe à l'oscilloscope la tension uR à ses bornes. On ajoute ensuite une diode en série :
• sans diode, uR est alternative : les alternances positives et négatives se succèdent ;
• avec la diode, une alternance sur deux est supprimée : pendant l'alternance où la diode est bloquée, le courant est nul et uR = 0.
Placée en série dans un circuit alimenté en alternatif, une diode ne laisse passer le courant que pendant une alternance sur deux : le courant circule toujours dans le même sens. La tension obtenue n'est plus alternative : elle est redressée simple alternance.
Pendant la moitié du temps, aucun courant ne passe : la charge est mal alimentée. C'est pourtant ce montage, très simple, qu'utilisent certains chargeurs de piles bon marché.
II. Le redressement double alternance
1. Le pont de diodes
Pour utiliser les deux alternances, on dispose quatre diodes en losange : c'est le pont de diodes (ou pont de Graetz). La tension alternative est appliquée entre deux sommets opposés ; la charge est branchée entre les deux autres, la borne + étant le sommet où arrivent les cathodes.
• Pendant l'alternance positive, deux diodes opposées (D2 et D4) conduisent ; les deux autres sont bloquées.
• Pendant l'alternance négative, ce sont D1 et D3 qui conduisent.
Dans les deux cas, le courant traverse la charge dans le même sens.
2. La tension redressée double alternance
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