ELEC 2753 Electrotechnique (travaux pratiques)

Exercice proposé S09-1 : Redresseur à une diode non filtré.

Figure S09-10

On veut alimenter une résistance chauffante de 110 V 10 W à partir du réseau AC 230 V.
On dispose pour cela une diode en série, de sorte que le courant ne peut circuler dans la résistance que pendant une des deux alternances, ainsi qu’une résistance additionnelle R_add choisie de telle sorte que la tension efficace de la résistance chauffante soit de 110 V.

La diode présente une résistance thermique jonction-boîtier de 200 K/W. Sa caractéristique tension-courant est modélisée par une tension de seuil de 0.8 V et une résistance incrémentale de 20 W.
Sa température maximale de jonction est de 120°C .

a) Quelle est la valeur efficace du courant consommé par ce montage ?
b) Quelle est la valeur de crête du courant consommé par ce montage ?
c) Quelle est la valeur de la résistance additionnelle R_add ?
d) Quelle est la puissance perdue dans cette résistance additionnelle ?
e) Quel est le courant redressé moyen passant dans la diode ?
f) Quelle est la valeur maximum de la chute de tension sur la diode ?
g) Quelle est la puissance dissipée dans la diode ?
h) Quelle sera la température maximale admissible du boîtier de la diode ?
i) Quelle sera la résistance thermique maximale du radiateur sur lequel la diode sera fixé si la température "ambiante" (près de son radiateur) est de 40°C ?
j) Question non abordée en 2008. Quel est le taux global d’harmoniques du courant consommé par ce montage ?

Exercice proposé S09-3 : Triac utilisé en alternances incomplètes.

Figure S09-12

Un convertisseur de puissance composé d’un triac fournit, à partir du réseau 230 V - 50Hz, la tension suivante aux bornes d'une ampoule électrique.

Figure S09-13

La décomposition en série de Fourier donne (en valeur réduite à l'amplitude de la tension du réseau) comme premiers termes :

(S09-35) u_r / U_c = 1/2 . sin (wt) + 1/p . [-cos (wt) + cos (3wt) - 1/3 cos (5wt) + 1/3 cos (7wt) - 1/5 cos (9wt) + 1/5 cos (11wt) + …]

L’ampoule électrique se comporte à petite échelle de temps comme une résistance, mais la valeur de celle-ci dépend de la température du filament. En courant continu, on relève la caractéristique suivante :

Calculez :

1. La tension efficace aux bornes de l’ampoule ;
2. Le courant efficace dans l’ampoule ;
3. Le courant efficace dans le triac ;
4. Le courant efficace prélevé au réseau ;
5. La résistance de l’ampoule au point de fonctionnement considéré ;
6. (question subsidiaire en 2008) Les taux d'harmoniques partiels jusqu'au rang 10 ;
7. (question subsidiaire en 2008) Le taux d'harmonique global.

Retour au menu de la semaine 11.

Dernière modification le 15-04-2008.