Etude d'un circuit conformateur a diode Zener

[mehdi_128]

Bonsoir, je bloque sur cet exercice vu que les diodes zener ne sont pas mes amis....



mais comme je peux pas mettre ma pièce jointe je vois pas comment on pourrait m'aider !!
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[Jack]

Mets ton image en jpeg et ça devrait passer

A+

[mehdi_128]

Voici mon schéma de montage :

Pourquoi envoyer un bmp zippé de 1Mo alors qu'un simple jpg pèse 50ko comme je te l'ai demandé?

[mehdi_128]

J'ai 3 questions:
La source de tension Vx est variable et de valeur positive .a est compris entre 0.1 et 0.9 .La diode zener est modélisée pour sa caractéristique idéale,en polarisation directe on retrouve v0 en inverse vz0.Rd=Rz=0.

1/Exprimer Vy en fonction de Vx pour que la diode soit passante en direct+ conditions de validité de Vy.
2/Meme chose pour que la diode soit passante en inverse.
3/Exprimer Vy en fonction de Vx pour la diode bloquée+conditions de validité de Vy.
4/Tracer Vy en fonction de Vx.

merci d'avance ....

[A voir en vidéo sur Futura]

[PA5CAL]

Bonjour

J'espère que tu n'attends pas qu'on fasse l'exercice à ta place, hein ?

Allez, voici quelques pistes de réflexion:

1) Quand la diode zener est passante en direct :
- quelle est la tension à aux bornes de la diode zener et quel est le sens du courant qui la traverse ?
- quelle est la valeur de Vy (tension aux bornes de la résistance de droite) ? (appliquer la loi des mailles)
- quelle est la valeur du courant qui traverse la résistance de droite ?
- quelles sont les valeurs possibles du courant traversant la résistance de gauche ? (sens et valeur limite du courant ?) (appliquer la loi des noeuds)
- quelles sont les valeurs possibles de Vx ? (sens et valeur limite de la tension ?)

2) Quand la diode zener est passante en inverse : même raisonnement.

3) Quand la diode zener est bloquée :
- quel est la valeur du courant traversant la diode ?
- quel(s) courant(s) traverse(nt) les résistances ? (à exprimer en fonction de Vx)
- quelle est la valeur de Vy (tension aux bornes de la résistance de droite) en fonction de Vx?

4) Il n'y a plus qu'à tracer le graphe (trois traits).

[mehdi_128]

Voici mon schéma de montage :

Pourquoi envoyer un bmp zippé de 1Mo alors qu'un simple jpg pèse 50ko comme je te l'ai demandé?

je n'arive pas a le mettre en jpg car je ne trouve plus paint dans mes accessoires....

[mehdi_128]

Bonjour

J'espère que tu n'attends pas qu'on fasse l'exercice à ta place, hein ?

Allez, voici quelques pistes de réflexion:

1) Quand la diode zener est passante en direct :
- quelle est la tension à aux bornes de la diode zener et quel est le sens du courant qui la traverse ?
- quelle est la valeur de Vy (tension aux bornes de la résistance de droite) ? (appliquer la loi des mailles)
- quelle est la valeur du courant qui traverse la résistance de droite ?
- quelles sont les valeurs possibles du courant traversant la résistance de gauche ? (sens et valeur limite du courant ?) (appliquer la loi des noeuds)
- quelles sont les valeurs possibles de Vx ? (sens et valeur limite de la tension ?)

2) Quand la diode zener est passante en inverse : même raisonnement.

3) Quand la diode zener est bloquée :
- quel est la valeur du courant traversant la diode ?
- quel(s) courant(s) traverse(nt) les résistances ? (à exprimer en fonction de Vx)
- quelle est la valeur de Vy (tension aux bornes de la résistance de droite) en fonction de Vx?

4) Il n'y a plus qu'à tracer le graphe (trois traits).

Deja,la 1ere question je n'y arrive pas pour moi si la diode est passante la tension a ses bornes est nule et le courant qui la traverse est id et je ne sait pas combien il vaut.En appliquant la loi des mailles,j'obtiens:
Vy=E ce qui semble etre faux .

[PA5CAL]

pour moi si la diode est passante la tension a ses bornes est nule

Exact

le courant qui la traverse est id et je ne sait pas combien il vaut.

Pour commencer le raisonnement, il faut simplement penser qu'il peut être non nul et qu'il s'écoule dans le sens direct (vers le haut). En fait on pourrait le calculer par la suite si on le voulait, mais dans l'exercice on n'a rien à faire de sa valeur.

En appliquant la loi des mailles,j'obtiens:
Vy=E

Exact

ce qui semble etre faux .

Pourquoi ? Il est vrai que résultat peut paraître surprenant, mais c'est bien ce qu'on doit trouver.


Tu es sur la bonne voie. Continue !

[mehdi_128]

Exact
Pour commencer le raisonnement, il faut simplement penser qu'il peut être non nul et qu'il s'écoule dans le sens direct (vers le haut). En fait on pourrait le calculer par la suite si on le voulait, mais dans l'exercice on n'a rien à faire de sa valeur.
ExactPourquoi ? Il est vrai que résultat peut paraître surprenant, mais c'est bien ce qu'on doit trouver.


Tu es sur la bonne voie. Continue !

merci beaucoup mais il me manque les conditions de validité ,et la je vois pas trop ....

[PA5CAL]

merci beaucoup mais il me manque les conditions de validité ,et la je vois pas trop ....

Il s'agit du dernier point de 1). Parce que cette condition concerne la plage de valeur de Vx pour laquelle on a bien la diode zener polarisée en direct.

En fait, l'exercice mène à un résultat du type "pour telles valeurs de Vx (plage de tension), Vy est égale à telle valeur (formule)", et ce pour les trois situations différents correspondant à la diode passante en direct, passante en inverse et bloquée. Au final, cela permet de tracer le graphe Vy=f(Vx) par morceaux.

[mehdi_128]

Pour la 1 je dirais : pour Vx >V0

pour la 2 entre -Vz0 et V0

pour la 3 pour Vx<-Vz0

[PA5CAL]

Pour la 1 je dirais : pour Vx >0 c'est bien ca ?J'hésite avec Vx>V0 ....

Ni l'un ni l'autre. On doit avoir Vx < ...

Prends le temps de répondre aux points précédents concernant les courants. Le raisonnement n'en sera que plus facile.

[mehdi_128]

Ni l'un ni l'autre. On doit avoir Vx < ...

Prends le temps de répondre aux points précédents concernant les courants. Le raisonnement n'en sera que plus facile.

Je vois pas du tout comment calculer le courant dans la résistance de droite ...

[mehdi_128]

Je vois pas du tout comment calculer le courant dans la résistance de droite ...

J'ai obtenu:

i(res de droite)= E/[(1-a).R]

Ensuite,j'écris : i(res gauche)+i(diode)=i(res gauche)

d'ou: i(res gauche)= E/((1-a)R)-idiode

mais on connait pas idiode donc la je bloque ...

[PA5CAL]

On a bien i_{(res gauche)}= E/((1-a)R) - i_(diode)

Il suffit de dire que i_(diode) > 0 (courant positif, puisque la diode est passante dans le sens direct)

Ensuite, exprime Vx en fonction de i_{(res gauche)} , et trouve l'inégalité du type " Vx < ... " en utilisant la relation " i_(diode) > 0 " .

[mehdi_128]

On a bien i_{(res gauche)}= E/((1-a)R) - i_(diode)

Il suffit de dire que i_(diode) > 0 (courant positif, puisque la diode est passante dans le sens direct)

Ensuite, exprime Vx en fonction de i_{(res gauche)} , et trouve l'inégalité du type " Vx < ... " en utilisant la relation " i_(diode) > 0 " .

J'ai :

Vx=aR.i(res gauche)+E
enfin j'obtiens grace a votre indication:

Vx<E/(1-a)

[PA5CAL]

J'ai :

Vx=aR.i(res gauche)+E
enfin j'obtiens grace a votre indication:

Vx<E/(1-a)

Voilà, c'est bon.

Donc en résumé, quand Vx < E/(1-a) on a Vy = E .

On a répondu à la première question.

Maintenant il faut faire la même démarche pour la deuxième question.

[mehdi_128]

Voilà, c'est bon.

Donc en résumé, quand Vx < E/(1-a) on a Vy = E .

On a répondu à la première question.

Maintenant il faut faire la même démarche pour la deuxième question.

Ok merci beaucoup .

Pour la 2 j'ai un léger problème j'ai trouvé la même condition ,pourtant j'ai pris i(diode ) <0 ....

Faut-il prendre -E au lieu de E ?

[PA5CAL]

Ok merci beaucoup .

Pour la 2 j'ai un léger problème j'ai trouvé la même condition ,pourtant j'ai pris i(diode ) <0 ....

Faut-il prendre -E au lieu de E ?

Oups. Il doit y avoir une erreur. On ne doit pas du tout trouver la même condition. On doit bien avoir i_(diode)<0, ce qui mène à une condition du type "Vx>...".

On utilise bien E, et pas -E. Mais il n'y a pas que ça qui entre en ligne de compte.

Pour commencer, quelle est la tension aux bornes de la zener, et quelle valeur de Vy as-tu trouvée ?

[mehdi_128]

Oups. Il doit y avoir une erreur. On ne doit pas du tout trouver la même condition. On doit bien avoir i_(diode)<0, ce qui mène à une condition du type "Vx>...".

On utilise bien E, et pas -E. Mais il n'y a pas que ça qui entre en ligne de compte.

Pour commencer, quelle est la tension aux bornes de la zener, et quelle valeur de Vy as-tu trouvée ?

Je pense que la tension aux bornes de la zener est toujours nulle et que Vy=E ....

[PA5CAL]

Je pense que la tension aux bornes de la zener est toujours nulle et que Vy=E ....

Non. Là la zener est polarisée en inverse.

Donc V_diode = -Vz (tension zener), et on a Vy=E+Vz (avec Vz>0).

[mehdi_128]

Non. Là la zener est polarisée en inverse.

Donc V_diode = -Vz (tension zener), et on a Vy=E+Vz (avec Vz>0).

Au fait pourqoui dans la 1ere question on avait pas : Vdiode =V0 ?
puisque ici on a v(diode)=-Vz0 ?

[PA5CAL]

Au fait pourqoui dans la 1ere question on avait pas : Vdiode =V0 ?
puisque ici on a v(diode)=-Vz0 ?

Quand la zener est polarisée en direct, on a i_(diode)>0 et v_(diode)=0.

Quand elle est polarisée en inverse, on a i_(diode)<0 et v_(diode)=-Vz.

(Et quand -Vz < v_(diode) < 0 , on a i_(diode)=0 .)

C'est par définition la caractéristique d'une diode zener parfaite.

[PA5CAL]

Voilà la caractéristique d'une zener parfaite:


et voilà celle d'une zener réelle:

[mehdi_128]

Voilà la caractéristique d'une zener parfaite:


et voilà celle d'une zener réelle:

l'énoncé nous dit qu'elle est idéale ,ca renvoie a parfaite ?

[PA5CAL]

l'énoncé nous dit qu'elle est idéale ,ca renvoie a parfaite ?

Oui, c'est ça. La caractéristique correspond à la courbe du haut, constituée de 3 segments de droite.

[mehdi_128]

Oui, c'est ça. La caractéristique correspond à la courbe du haut, constituée de 3 segments de droite.

Mais pourquoi l'énoncé précise qu'en polarisation directe on retrouve V0 ?

Sinon ,j'ai répondu a la question 2:

Vx< [E+Vz] /(1-a)

[PA5CAL]

Mais pourquoi l'énoncé précise qu'en polarisation directe on retrouve V0 ?

En polarisation directe, on trouve V=0 (une faute de frappe ?)

Sinon ,j'ai répondu a la question 2:

Vx< [E+Vz] /(1-a)

Non. Attention au sens de l'inégalité !

C'est Vx > (E+Vz)/(1-a) . On a i_(diode)<0.

Bon donc maintenant on sait que:
- quand Vx < E/(1-a) on a Vy = E
- quand Vx > (E+Vz)/(1-a), on a Vy = E+Vz

Il reste à étudier le cas où (E+Vz)/(1-a) < Vx < E/(1-a) . C'est le but de la troisième question, lorsque la diode est bloquée.

[mehdi_128]

En polarisation directe, on trouve V=0 (une faute de frappe ?)
Non. Attention au sens de l'inégalité !

C'est Vx > (E+Vz)/(1-a) . On a i_(diode)<0.

Bon donc maintenant on sait que:
- quand Vx < E/(1-a) on a Vy = E
- quand Vx > (E+Vz)/(1-a), on a Vy = E+Vz

Il reste à étudier le cas où (E+Vz)/(1-a) < Vx < E/(1-a) . C'est le but de la troisième question, lorsque la diode est bloquée.

Ok merci.
Si elle est bloquée,on a:

i(diode)=0

donc: D'apres la loi du pont diviseur de tension:

Vy=Vx.[1-aR]

et voila ca doit etre fini .....

Une derniere question : Vz0 =Vz pour Vy=0 ?

[PA5CAL]

D'apres la loi du pont diviseur de tension:

Vy=Vx.[1-aR]

Non. Attention à l'homogénéité de la formule. La résistance n'a rien a faire là.

On a: Vy = Vx.(1-a)

et voila ca doit etre fini .....

Il reste à tracer Vy=f(Vx)

Une derniere question : Vz0 =Vz pour Vy=0 ?

Je ne saisis pas trop le sens de la question... (qu'est-ce que Vz0 ?)

En tout cas, pour obtenir Vy=0, il faudrait absolument qu'on ait une tension E négative, comprise entre 0 et -Vz.