Chargeur Pile Simple question sur calcul résistance

[DAUDET78]

Apres a savoir si le gain en saturation peut être inférieur à 1 je ne sais pas......

Cette phrase n'a aucun sens physique

exemple en saturation peut on avoir par exemple Ib plus ou moins supérieur à Ic.......c'est un autre problème.

C'est le cas de ton montage ! Ic= environ 0,3mA et Ib=des dizaines de mA !

comme quoi un simple circuit nous apprend pas mal de chose.

Non .....

Tu es d accord avec moi que même si je mets accu 1.5V au lieu des piles..cela ne changera rien aux valeurs tension/courant ?
(car tension accu restera vers 1.5V)

un accu NiMh, c'est 1,45V au grand max

et à ton avis comment peut-on calculer numériquement la résistance de collecteur ici ( qui vaut 4.7KOhm)?

Cette résistance ne sert qu'a limiter le courant dans la LED et n'influe , en aucun cas, sur le courant de charge de la batterie (à condition qu'elle ne soit pas trop faible, sinon, la LED bouffe tout le courant délivré par le panneau solaire)
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[passionneElectr]

Je te remercie pour ces précisions supplémentaires :

C'est le cas de ton montage ! Ic= environ 0,3mA et Ib=des dizaines de mA !

C’est ce point que je n’ai pas compris. En effet :
On sait que le courant Ic dans la LED vaut Ic = 1,6/4700=0,34 mA. Je suis ok.
Cependant certes notre capteur peut envoyer sous un bon éclairement du 4V et 30mA environ. Mais si une charge (avec résistance en série par exemple) sollicite par exemple 0.5mA sous 4V (suffit de mettre par exemple une résistance pour cela) alors même sous un éclairement maxi, on aura aux bornes du récepteur seulement 0.5mA sous 4V.

J’ai donné l’exemple ci-dessus car je me dis que pour ce montage que Ic vaut 0.34mA et donc Ib pourrait valoir seulement Ic/2 =0.17 mA (avec beta = 0.5 par exemple) et donc Ie = ic + Ib =0.51mA seulement .
Car en effet rien dans les valeurs que j’ai relevès et rien à ma connaissance sur la datasheet ne permet de calculer ce fameux Ib. Ainsi comment tu sais que Ib vaut quelques dizaines de mA : selon quels calculs numériques ou éléments de datasheet tu peux en déduire valeur approximative de Ib (ordre de dizaines de mA?) ?

[DAUDET78]

Y en a marre et je te l'explique pour la dernière fois :
Ta batterie fait (par exemple) 2,9V et ceci, (hypothèse simpliste mais pas idiote) quelque soit le courant qu'elle reçoit.

Imaginons que rien ne soit branché sur le collecteur.
Imaginons que le panneau solaire délivre 30mA
- Le courant émetteur est de 30mA
- Le courant collecteur est de 0mA
- Donc le courant base est de 30mA. C'est le courant de charge de la batterie

C'est OK ?

Imaginons que une 4,7K+LED est branchée sur le collecteur.
Imaginons que le panneau solaire délivre 30mA
- Le courant émetteur est de 30mA
- Le courant collecteur est de l'ordre de V_bat+V_EB-V_EC-V_f/4,7K
V_bat=3V
V_EB=0,6
V_EC= que dalle
V_f=1,9V (j'en sais rien)
Donc I_c=( 3+0,6-0-1,9)/4,7K=0,36mA
- Comme I_b+I_c=I_e , I_b= 30-0,36= 29,64mA. C'est le nouveau courant de charge de la batterie

Donc cela justifie mon affirmation :

Cette résistance ne sert qu'a limiter le courant dans la LED et n'influe , en aucun cas, sur le courant de charge de la batterie

[DAUDET78]

Pour te convaincre de mes élucubrations, voilà une simulation avec un courant panneau solaire qui varie de 0 à 30 mA

On voit que :

• La tension émetteur = la tension collecteur ( sauf si le courant émetteur est très faible, le PNP n'est alors pas saturé)
• Le courant collecteur est constant
• Le courant base est identique (à un poil près) au courant émetteur

[passionneElectr]

ok tu as le schémas et valeurs pour que je puisse moi même faire la simulation (sur LTspice )?
( pas encore fais de simu sur ce logiciel car pour l instant je m 'en sert juste pour faire des schémas sans simuler)

après je pense que ma question était légitime car même d'après encore une fois la plupart de mes expériences (pratiques) des datasheet et cours (en classe ou sur net)
on précise bien qu'en saturation Ic <= Béta*Ib où Béta = ordre dizaines.


Mais je n'ai jamais vue dans aucun DATASHEET ou cours (mais surtout aucun DATASHEET) que Ib pouvait être bien supérieur à Ic soit Ib = béta* Ic ici où beta serait de l'ordre de 10 (voir plus)........

[DAUDET78]

ok tu as le schémas et valeurs pour que je puisse moi même faire la simulation (sur LTspice )?

C'est ton schéma (moi, je simule sur MicroCap)

après je pense que ma question était légitime car même d'après encore une fois la plupart de mes expériences (pratiques) des datasheet et cours (en classe ou sur net)
on précise bien qu'en saturation Ic <= Béta*Ib où Béta = ordre dizaines.

Exact.

Mais je n'ai jamais vue dans aucun DATASHEET ou cours (mais surtout aucun DATASHEET) que Ib pouvait être bien supérieur à Ic soit Ib = béta* Ic ici où beta serait de l'ordre de 10 (voir plus)........

Tu vois bien que dans la formule que tu cites et que j'ai soulignée en rouge une valeur de Ic=0 est valable ? donc on a un Ib infiniment plus grand que Ic CQFD

[passionneElectr]

d'accord je commence à mieux comprendre:

ainsi si je résume: la valeur de la résistance Rc est prise élevé pour que le courant sur Ic soit de l'ordre de la centaine de micro ampère afin que Ib soit de l'ordre de Ie et donc de l'ordre du courant maximale débitable par le capteur solaire.


Mais il est dommage qu'aucun datasheet ne précise que pour Ic assez petit en saturation on peut avoir (dans un montage bien choisis) Ib bien plus grand (ici plus de 10 fois plus grand) que Ic.....

[DAUDET78]

la valeur de la résistance Rc est prise élevé .....

Moi, je renonce à expliquer ......

Mais il est dommage qu'aucun datasheet ne précise que pour Ic assez petit en saturation on peut avoir (dans un montage bien choisis) Ib bien plus grand (ici plus de 10 fois plus grand) que Ic.....

Pourquoi écrire une lapalissade ?

[passionneElectr]

Je pense plutôt que c’est une proposition pas si évidente (encore faut-il avoir un minimum de modestie)

Pour en revenir à l’autre idée qui te semble inexacte ( et qui semble aussi te blaser), je continue à croire que ma piste de compréhension de la valeur de Rc est plutôt correcte. En effet tu dis toi-même :

Que Rc (résistance sur le collecteur) ne doit pas trop faible, sinon, la LED « consommerait » tout le courant délivré par le capteur solaire.

Ce qui confirme mes propos précédant qui affirme que la valeur de Rc a été choisie pour faire passer au niveau du collecteur que quelques centaine de micro ampère…………..car plus Rc est grand et plus on s’approche de millième de mA puis unités de mA et enfin dizaines de mA (au niveau du collecteur)…………….

Ainsi Rc a été dimensionné (calculé) pour que la majorité de courant puisse recharger la batterie tout en permettant un éclairement perceptible au moment de la charge (centaine de mi-cro-ampère suffit à éclairer la Led de manière faible certes mais visible )………..

je reviendrais peut être sur un prochain poste avec les valeurs de polarisations +des valeurs numériques (si nécessaire) pour démontrer mes propos.....

[passionneElectr]

Je pense plutôt que c’est une proposition pas si évidente (encore faut-il avoir un minimum de modestie)

Pour en revenir à l’autre idée qui te semble inexacte ( et qui semble aussi te blaser), je continue à croire que ma piste de compréhension de la valeur de Rc est plutôt correcte. En effet tu dis toi-même :

Que Rc (résistance sur le collecteur) ne doit pas trop faible, sinon, la LED « consommerait » tout le courant délivré par le capteur solaire.

Ce qui confirme mes propos précédant qui affirme que la valeur de Rc a été choisie pour faire passer au niveau du collecteur que quelques centaine de micro ampère…………..car plus Rc est PETITE et plus on s’approche de millième de mA puis unités de mA et enfin dizaines de mA (au niveau du collecteur)…………….

Ainsi Rc a été dimensionné (calculé) pour que la majorité de courant puisse recharger la batterie tout en permettant un éclairement perceptible au moment de la charge (centaine de mi-cro-ampère suffit à éclairer la Led de manière faible certes mais visible )………..

je reviendrais peut être sur un prochain poste avec les valeurs de polarisations +des valeurs numériques (si nécessaire) pour démontrer mes propos.....

j'ai corrige ma phrase précédente (je voulais bien sur écrire que plus Rc est PETITE.... au lieu de plus Rc est "grande".......)

[DAUDET78]

C'est pas parce que tu fais passer 0,5 , 1 ou 2 mA dans ta LED que la charge de la batterie en sera affectée ( 29,5 , 29 ou 28 mA).
Par contre, si tu bouffes 15mA dans ta LED, là, ça devient gênant !

[passionneElectr]

C'est pas parce que tu fais passer 0,5 , 1 ou 2 mA dans ta LED que la charge de la batterie en sera affectée ( 29,5 , 29 ou 28 mA).
Par contre, si tu bouffes 15mA dans ta LED, là, ça devient gênant !

Je suis tout a fait d'accord avec toi et je te remercie de tes précieux commentaires qui m'ont permis de comprendre ce circuit.

(après ici ils (les concepteurs de ce simple circuit) préfèrent faire passer seulement centaine de micro Ampère au niveau du collecteur plutôt que des unités de mili Ampère mais je te l'accorde cela revient quasi au même....)

[DAUDET78]

De toute les façons, ce schéma sert à rien ! Le fait que la LED soit allumée n'indique pas que la batterie est en charge. Si le panneau solaire délivre 0,4mA, la LED reçoit ses 0,35mA (elle brille normalement) et la batterie reçoit 50µA .... ce qui lui fait ni chaud, ni froid.

Donc la LED sert à rien .

[passionneElectr]

De toute les façons, ce schéma sert à rien ! Le fait que la LED soit allumée n'indique pas que la batterie est en charge. Si le panneau solaire délivre 0,4mA, la LED reçoit ses 0,35mA (elle brille normalement) et la batterie reçoit 50µA .... ce qui lui fait ni chaud, ni froid.

Donc la LED sert à rien .

Je suis seulement en partie d’accord avec toi et je vais essayer de démontrer mes propos via des valeurs mesurées et quelques calculs. Je mets en pièce jointe un rappel du schéma dont il est question ici ainsi que la datasheet du transistor.

==>Les « mesures »

-->Si met un accu charge avec un accu plutôt déchargé je mesure avec un éclairage moyen

Vaccu= 2.6V
Vdiode = Vd = 1.8V
Vresistance=Vr = 1.56V
Vrecepteur solaire = 3.4V
Veb = 0.76V ; Vcb = 0.74V ; Vec = 9.4mV

-->Si mets 2 accu neufs j’ai alors :

Vaccu à éclairage moyen ne suffit pas donc j’utilise un eclairage plus intense :

Vsolaire = 3.94V
Vdiode= 1.8V
Vaccu = 3.28V
Vr = 2.14V

Veb = 0.7V ; Vcb = 0.7V ; Vec = 9.4mV

Et la Led reste quand même allumée malgré que les accu sont chargés au maxi (neufs)


==>On peut alors déduire les calculs et observations suivantes :

-->On sait que :
En sature les jonctions doivent être en direct
En bloque : les jonctions doivent être en inverses


-->Ic:
Lors d’un éclairement moyen : Vresistance = R * Ic soit, Ic = 1.56V/ (4.7 * 10^3) #0.33mV # 330 uV (330 micro Volt)
Lors d’un éclairement plus important : Vresistance = R * Ic soit, Ic = 2.14V / (4.7 * 10^3) #0.455mV # 455 uV (455 micro Volt)




--> Vec = 9.4mV est « quasi » nul (en effet par rapport au volt , on peut considérer cette valeur comme négligeable) :

Vec = Vemeteur – Vc= Vcapteur solaire – (Vr+Vd).

Ainsi, faut que Vec petit donc faut que tension émetteur et Collecteur proches (en saturation) sinon bloqué . Cela est réalisé grâce à la résistance de 4.7Kohm. Cette résistance elle-même se calcul en considérant qu’en sature je souhaite avoir seulement quelques centaine de micro ampère dans le collecteur.


-->  Veb = Vcapteur solaire –Vaccu….(ici si le calcul numériquement on retrouve valeur théorique à la dizaine de miliampere pres) :

Pour que le transistor soit saturé faut Vcapteur solaire soit supérieur au mini de 0.7V par rapport à Vb sinon sera bloqué.

Pourquoi ce 0.7V au minimum (sinon risque d’être bloque). Déjà ici ce 0.7V n’est qu’une indication, ordre de grandeurse retrouve via les mesures experimentales mais aussi grace au datasheet en effet :


Veb_datasheet_saturé=entre 0.6V et 0.75 V sous Vec = 5V et Ic = 10mA (et à Vec = 5V)
Même si Vec diminue on aura aussi Veb en sature autours de ces valeurs. Mais si impose un Vec supérieure ce n’est pas grave (sans dépasser le maxi du Veb de la datasheet)




-->Vcb = ( Vd +Vrésistance) –Vaccu..faut que :


Vc supérieur (d’au moins vers 0.7V à priori) à Vb sinon bloqué!
Aussi avec l’éclairement on Vr augmente (car courant augmente) en effet :

A éclairement moyen Vresistance=Vr = 1.56V ;Vrecepteur solaire = 3.4V et Ic = 330 micro


Eclairement intense : (Vsolaire = 3.94V ;Vr = 2.14V et Ic = 455 uV )

==>Conclusion :

Je te cites : « Si le panneau solaire délivre 0,4mA, la LED reçoit ses 0,35mA (elle brille normalement) et la batterie reçoit 50µA .... ce qui lui fait ni chaud, ni froid. »

Je pense que cela est inexacte car si le capteur solaire delivre que 0.4mA alors la tension tournerait autours de 1.5V (par exemple) voir 1V et donc le transistor se retrouve bloqué car les jonctions seraient alors en inverse donc pas d’eclairement de la led

Par contre la limite de ce schemas reside dans le fait que la led peut eclaire alors que les accu sont charges…..


==>Petite question au passage :


Comme on l’a vue precedemment on peut avoir une idee du Veb minimale pour atteindre la saturation via datasheet (autours de 0.6 à 0.8V) mais pourquoi les datasheet ne donne pas le Vcb à la saturation ?

La raison que je vois est soit que soit Veb et Vcb en saturation sont censes etre du même ordre de grandeur ou bien Vcb peut se deduire a partir de Vec et Veb……

[DAUDET78]

Je suis seulement en partie d’accord avec toi

C'est assez embêtant ... car je suis d'accord avec moi !

Je pense que cela est inexacte car si le capteur solaire delivre que 0.4mA alors la tension tournerait autours de 1.5V (par exemple) voir 1V

Quelle tension ?

et donc le transistor se retrouve bloqué car les jonctions seraient alors en inverse donc pas d’eclairement de la led

Dans ce montage, les jonctions ne sont jamais en inverse (sauf si le panneau solaire était en court-circuit, ce qui n'est pas le cas car on considére qu'il délivre toujours du courant même faible)

Donne ton schéma avec le panneau qui injecte 0,4mA et une batterie à la valeur que tu veux (chargée ou pas chargée)

Donne les tensions (versus 0V) de la base, de l’émetteur et du collecteur. Et montre moi les jonctions en inverse et le transistor bloqué

mais pourquoi les datasheet ne donne pas le Vcb à la saturation ?

Par ce que ça ne présente aucun intérêt et qu'on ne s'en sert jamais !

[passionneElectr]

Ce que je voulais dire c'est que si le courant délivré par le capteur dans notre schémas est de 0.4mA alors la tension de ce même capteur solaire serait probablement autours de 1V (car d'après mes mesures selon l'éclairement on a le couple (tension et intensité) du capteur solaire qui augmente ou diminue selon l'éclairement).

Et effectivement il est intéressant de mesurer aussi le (ou les) cas où la led est éteinte. c'est ce que j'ai fais.
J'ai mis le capteur solaire sous éclairage moyen avec des accumulateurs corrects (pas trop déchargés).
J'ai lors obtenu:

Led éteinte et valeurs:

Vcapteur solaire#3V
Vaccumulateur # 3V
Vdiode = 42mA (quasi nul)
Vresistance = 0V donc Ic = 0A et transistor bloque
Veb = 2mV (quasi nul)

Vbc =+/- 1.7V (1.7V en valeur absolue car je n'ai pas fais attention au sens....)

Vce = +/- 1.7V


ainsi:

==> Veb = Ve - Vb = 3 - 3 #0V ok on retrouve jonction cb nulle donc en inverse (inferieur à 0.7 V)

==>Par contre sur calcul de Vec et Vcb je sèche car en effet:

Vr # 0V donc Ic = 0A donc à priori le transistor est sensé être bloque......dans ce cas on est sensé avoir le collecteur à la masse soit 0V ce
qui n'est pas le cas ici car Vec et Vbc valent autours de 1.7V


As tu une explications sur l'état du transistor ainsi que sur les moyens de retrouver les valeurs mesurées?


pour ma part je n'ai pas de réponse actuellement.....a moins que Vr = 2mV très petit donc non nul et du coup Ic très/trop petit...à creuser.......

[DAUDET78]

Ce que je voulais dire c'est que si le courant délivré par le capteur dans notre schémas est de 0.4mA alors la tension de ce même capteur solaire serait probablement autours de 1V

C'est ce raisonnement qui est faux !
Si le capteur solaire est à 1V, la jonction base-émetteur est en inverse et dans ce cas le panneau ne peut pas délivrer 0,4mA ....

[passionneElectr]

En fait la délivrance d'un éventuel 0.4mA n'est pas le plus important je pense.
Pour l'heure je dirais peu importe car je préfère me baser sur ce que j'ai mesuré or j'ai fais plusieurs série de mesures concordantes et curieuses.

je trouve ci après quand j 'expose mon capteur sous lumière moyenne
et quand je mets des accu plutôt bien chargés:
led éteinte
Vcapteur solaire = 3V
Vaccu = 3V
Vdiode= 42mA
Vr = 0V (donc Ic = 0A)

Vbe = 2mV

Vbc = 1.7V (au signe prés)

Vce = 1.7V

autre série de mesures dans les mêmes conditions :
led éteinte

Vcapteur sol= 3.14V
Vaccu = 3V
Vresistance = 0V (donc a priori Ic = 0A)
Vd = 29mV
Veb = 10mV

Vcb = -1.58V (le signe ok est vérifié)
Vec = 1.52V (au signe prés)


"explication et interrogation" pour ses valeurs:

==>Veb ok est cohérent = 3.14 - 3.0 autours de dizaine de mV

==>Vcb = 1.58V est coherent en signe......indique que Jonction est en inverse donc les 2 jonctions en inverse et transistor
serait boqué.......

==>Vr = 0ma sous sensibilité 200mV..mon multimètre possède ce calibre minimale...or peu être que sous un calibre bien plus petit ou trouverait quelques mV ou dixième de mV ou autre?

==>reste le problème si Vec = 1.52V

alors dans notre maille on aurait: Vd + Vr +(Vec) + (-Vcapteut solaire)=0 V soit:
Vr = 3.14V –1.52V-0.010V # 3.5 -1.52 (néglige Vd)
# 1.58V

problème, je trouve pourtant Vr = 0V



quelqu'un aurait une explication à cet apparent paradoxe entre les mesures et les calculs?

[passionneElectr]

Je corrige juste les 2 fautes que j'ai constate après relecture:

En fait la délivrance d'un éventuel 0.4mA n'est pas le plus important je pense.
Pour l'heure je dirais peu importe car je préfère me baser sur ce que j'ai mesuré or j'ai fais plusieurs série de mesures concordantes et curieuses.

je trouve ci après quand j 'expose mon capteur sous lumière moyenne
et quand je mets des accu plutôt bien chargés:
led éteinte
Vcapteur solaire = 3V
Vaccu = 3V
Vdiode= 42mV
Vr = 0V (donc Ic = 0A)

Vbe = 2mV

Vbc = 1.7V (au signe prés)

Vce = 1.7V

autre série de mesures dans les mêmes conditions :
led éteinte

Vcapteur sol= 3.14V
Vaccu = 3V
Vresistance = 0V (donc a priori Ic = 0A)
Vd = 29mV
Veb = 10mV

Vcb = -1.58V (le signe ok est vérifié)
Vec = 1.52V (au signe prés)


"explication et interrogation" pour ses valeurs:

==>Veb ok est cohérent = 3.14 - 3.0 autours de dizaine de mV

==>Vcb = - 1.58V est coherent en signe......indique que Jonction est en inverse donc les 2 jonctions en inverse et transistor
serait boqué.......

==>Vr = 0ma sous sensibilité 200mV..mon multimètre possède ce calibre minimale...or peu être que sous un calibre bien plus petit ou trouverait quelques mV ou dixième de mV ou autre?

==>reste le problème si Vec = 1.52V

alors dans notre maille on aurait: Vd + Vr +(Vec) + (-Vcapteut solaire)=0 V soit:
Vr = 3.14V –1.52V-0.010V # 3.5 -1.52 (néglige Vd)
# 1.58V

problème, je trouve pourtant Vr = 0V



quelqu'un aurait une explication à cet apparent paradoxe entre les mesures et les calculs?

[DAUDET78]

Vcapteur solaire = 3V
Vaccu = 3V
Vdiode= 42mV
Vr = 0V (donc Ic = 0A)
Vbe = 2mV
Vbc = 1.7V (au signe prés)
Vce = 1.7V

ces deux mesures sont fausses .....
La preuve : Tu mesures la tension entre le 0V et le collecteur . tu trouves combien ? ma boule de cristal me souffle 0,0000000V

Donc comment tu expliques que Vc+Vce=Vsolaire = 0V+1,7V=3V ??

Faut pas toujours croire que ce que tu lis sur un appareil de mesure est la vérité vraie ! Un appareil de mesure perturbe toujours le circuit à mesurer .

[passionneElectr]

Je te remercie Daudet pour tes précieuses contributions.

En effet j'essayais de trouver divers hypothèses mais je n'avais pas pensé à
une erreur de mesure du voltmètre.

Effectivement il y a surement une erreur de mesure sur Vec et Vcb Normalement effectivement
notre transistor est boqué et du coup Vc = 0V et donc
Vec = 3V et Vcb = -3V et du coup tout devient cohérent.

Veb#OV est bien en inverse
Vcb = -3V est bien en inverse aussi
les 2 jonctions étant en inverse, le transistor est assimilable à un circuit ouvert avec Vc = 0V
Ic = I b = I e = 0V
il est alors normale que la led soit éteinte.

et effectivement lorsque je mesure en notant
ns =borne negative de la cellule solaire
K = cathode de la Led
na= borne negative de nos accumulateurs
C = collecteur

J'ai bien:

Vcns =4mV #OV
VcK #14mV #OV
Vcna = 10mV #OV


Ce qui prouve tes observations et donc prouve également que la serie de mesure faites précédemment sur Vec et Vcb sont fausses:
surement à cause d'une histoire de résistance interne au transistor, ou histoire de courant de fuite ou autre.

[DAUDET78]

La résistance interne de ton voltmètre n'est pas infinie . Disons 1 Mohm.
- Si tu mesures le Vce, avec 3V sur l'émetteur, tu mesures (3V-Vf). Ben oui, la LED, avec un poil de machin de courant, devient conductrice !
- Si tu mesures la tension collecteur (versus le 0V) , tu mesures 0V.