🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer

Connaître le rôle d'une diode et identifier ses deux états (passante / bloquée)
Expliquer le redressement simple alternance et double alternance (pont de Graetz)
Calculer la valeur moyenne d'un signal redressé
Décrire le rôle du condensateur dans le filtrage et utiliser la constante de temps τ
Identifier le rôle et les applications d'un onduleur (DC → AC)

Fiche résumé — Courant continu / courant alternatif

Chapitre 2 | Terminale ICCER | Physique-Chimie

La diode

Composant semi-conducteur : laisse passer le courant dans un seul sens (Anode → Cathode).
Passante : tension dans le sens A → K (courant circule).
Bloquée : tension dans le sens K → A (aucun courant).
Tension de seuil (silicium) : ~0,6 - 0,7 V.

Redressement simple alternance

Une seule diode : seules les alternances positives passent. Les alternances négatives sont supprimées.

\[ \overline{U} = \frac{U_{max}}{\pi} \approx 0{,}318 \times U_{max} \]

Signal très pulsé, peu efficace.

Pont de Graetz (double alternance)

4 diodes en losange : redresse les deux alternances. La sortie est toujours positive.

Alternance + : D1 et D4 passantes, D2 et D3 bloquées.
Alternance − : D2 et D3 passantes, D1 et D4 bloquées.

\[ \overline{U} = \frac{2\,U_{max}}{\pi} \approx 0{,}637 \times U_{max} \]

Valeur moyenne double du simple alternance.

Filtrage par condensateur

Un condensateur en parallèle lisse la tension pulsée : il se charge aux pics et se décharge lentement entre les pulses.

\[ \tau = R \times C \]

\(\tau\) en s | R en \(\Omega\) | C en F

Bon filtrage si \(\tau \gg T/2\) (10 ms pour 50 Hz).

L'onduleur (DC → AC)

Conversion inverse du redresseur : transforme une tension continue en tension alternative.

Fréquence et amplitude réglables.
Variateurs de vitesse (moteurs CTA).
Panneaux solaires PV → réseau 230 V.
Onduleur de secours (UPS).
Climatisation Inverter.

Chaîne de conversion complète (AC → DC)

Source AC → Transformateur → Pont de Graetz (redressement) → Condensateur (filtrage) → Charge DC

Exemple : chargeur de téléphone, alimentation de PC, alimentation d'automate.

Pièges et astuces

Piège 1 : Vérifier la polarité avant de brancher une diode. Si la tension inverse dépasse la tension de claquage, la diode est détruite définitivement.

Piège 2 : Ne pas confondre \(U_{max}\) et \(U_{eff}\). Pour le réseau 230 V : \(U_{max} = 230 \times \sqrt{2} \approx 325\;\text{V}\). Les formules de valeur moyenne utilisent \(U_{max}\), pas \(U_{eff}\).

Piège 3 : Le condensateur réduit l'ondulation mais ne la supprime pas totalement. Pour une tension parfaitement stable, il faut un régulateur de tension en sortie.

Astuce : Pour savoir si le filtrage est efficace, calculer \(\tau = R \times C\) et comparer à T/2 = 10 ms. Si \(\tau\) est 10 fois plus grand, le filtrage est excellent.

Astuce : Retenir que \(2/\pi \approx 0{,}637\) et \(1/\pi \approx 0{,}318\) pour les calculs rapides de valeurs moyennes.