Amplificateur - Charge Nominale - RMS

[Yoh Ringal]

Bonjour à tous !
Je suis en pleine révision du concours Louis-Lumière (école Son / Image / Photographie), qui comporte une partie dédiée à l'électronique.
Malheureusement, il y a beaucoup de notions que je n'ai pas abordées durant mes deux années de PeiP (Prépa Polytech) et dont j'ai beaucoup de mal à trouver des cours qui résument bien. A part les diodes, AOP, transistors et autres, je n'ai pas du tout travaillé sur les amplis, les charges etc...
Dans le concours, à chaque énoncé sont reliées quatre propositions qui peuvent être vraies ou fausses (on peut très bien avoir les 4 vraies ou les 4 fausses etc).
Je voulais vous partager une question qui est tombée l'année dernière et à laquelle je ne sais pas du tout comment y répondre... Je ne cherche pas vraiment vos réponses précises (même si elles ne seraient pas de refus ), mais si par hasard vous auriez quelques pistes pour démarrer : des notions à connaître, des calculs essentiels...

La notice d'un ampli de puissance monophonique indique qu'il peut fournir une puissance électrique efficace ou RMS de 128W sous une charge nominale de 8 ohms. On admet que cet amplificateur ne dispose d'aucun dispositif de protection contre les surcharges.

a) Sous une charge de 16 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 16A.
b) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus élevée que sa charge nominale.
c) Sous une charge de 4 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 4 A.
d) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus faible que sa charge nominale.

Je n'ai malheureusement aucune idée de comment aborder ce problème
Je ne vous fais pas part d'autres questions pour l'instant, qui elles aussi m'embêtent bien
Je vous remercie d'avance !
Johann
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[penthode]

une question , toutefois.....

est-ce "juste" de te souffler les réponses , vis à vis des autres candidats ?

[Yoh Ringal]

Bonjour !
Je comprends très bien votre réaction, si jamais vous ne trouvez pas ça correct de fournir la réponse je n'ai aucun souci avec ça !
Le seul inconvénient de ce concours, c'est que l'établissement ne fournit aucune correction pour toutes les annales (qui comptent + de 100 questions hahaha), je pense au contraire que cela pourrait être pratique pour les quelques candidats qui fouineraient des informations sur la toile, à retrouver ici des réponses qu'ils ne pouvaient pas obtenir.
Mon objectif est seulement de comprendre comment aborder ce sujet, je me débrouillerai bien pour le reste héhé !

[nornand]

Bjr , en faisant basique !
a) Sous une charge de 16 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 16A. NON
b) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus élevée que sa charge nominale. OUI
c) Sous une charge de 4 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 4 A. NON
d) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus faible que sa charge nominale. OUI

[A voir en vidéo sur Futura]

[Yoh Ringal]

Salut, merci beaucoup pour les réponses ! Je me les note.
Tu aurais une explication simple ? Au cas où une question du même genre est reposée dans 3 semaines (ce qui est très probable) ...

[Black Jack 2]

Bonjour,

N'est-ce pas un peu singulier d'avoir des réponses OUI à la fois sur les questions b et d ?

[penthode]

il est sur que les questions sont ambigües..

et fort mal rédigées

[Yoh Ringal]

Je ne peux qu'acquiescer sur les questions mal formulées... J'ai dû m'y prendre à plusieurs reprises sur d'autres, juste pour les comprendre !

[penthode]

une charge plus forte ou plus faible , je ne sais pas ce que c'est.....

une charge d'impédance plus forte ou plus faible.... là ça me parle mieux

les mots ont un sens , débat très actuel !!

[bobflux]

> un ampli de puissance monophonique indique qu'il peut fournir une puissance électrique efficace ou RMS de 128W sous une charge nominale de 8 ohms

On utilise les lois classiques, U = R*I, P=U*I, P = R*I^2, P=U^2/R... Mais il faut que la charge soit résistive.

128W efficaces sur 8 ohms correspondent donc à un courant de 4A efficaces et une tension de 32V efficaces.

Si la charge n'est pas résistive (par exemple un haut-parleur) alors avec le même réglage du bouton de volume, la tension sera la même, mais le courant sera plus élevé... quand à la puissance efficace dans le haut parleur, c'est une autre question.

> a) Sous une charge de 16 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 16A.

La question est très vague, ils demandent le courant sans dire pour quelle puissance. Si le volume est à zéro, la réponse est zéro

Si c'est à puissance max, il faut supposer que c'est la tension maximum que peut sortir l'ampli qui détermine la puissance max. On a vu que c'était 32V eff, donc au max on a 32V eff dans 16 ohms, donc 2A et 64W eff.

> b) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus élevée que sa charge nominale.

"Charge plus élevée" ne veut rien dire, voire la réponse de penthode. Si c'est impédance plus élevée l'ampli ne risque rien. Impédance plus faible que 8 ohms implique courant plus élevé donc risque si l'ampli ne peut pas fournir ce courant.

> c) Sous une charge de 4 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 4 A.

Même méthode que pour 16 ohms, donc réponse 8 ampères.

> d) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus faible que sa charge nominale.

Oui si c'est une impédance plus faible (pas une "charge plus faible")

[Yoh Ringal]

Super merci beaucoup pour les explications !!
Ca me rassure qu'il y ait pas d'autres nouvelles formules à savoir sur ce thème donc...

[bobflux]

Oui les questions sont plus sur la capacité à lire entre les lignes et boucher les trous de l'énoncé qu'à propos des formules

[Adrien Beunois]

J’ai travaillé sur les deux annales (2018-2019) pour aider un élève à préparer ce concours je suis électricien mais pas professeur. Sur l’ensemble des exercices d'électricité/électronique, les questions sont effectivement souvent ambigües et il y a pas mal de pièges.
Dans ces deux annales les haut-parleurs sont toujours assimilés à des résistances pures.

La notice d'un ampli de puissance monophonique indique qu'il peut fournir une puissance électrique efficace ou RMS de 128 W sous une charge nominale de 8 ohms. On admet que cet amplificateur ne dispose d'aucun dispositif de protection contre les surcharges.

a) Sous une charge de 16 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 16 A.
b) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus élevée que sa charge nominale.
c) Sous une charge de 4 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 4 A.
d) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus faible que sa charge nominale.

Avant de répondre aux questions il est utile de définir ce qu’est une charge. En faisant un parallèle avec l’électrotechnique, une charge est une caractéristique d’un récepteur et elle définit certaines grandeurs électriques quand on le raccorde à un générateur, elle est habituellement exprimée en Watts.
Par exemple ma bouilloire électrique fait 2400 W et mon grille-pain 1150 W (vraies valeurs) ce qu’on ne dit pas en électrotechnique c’est que la résistance de mon grille-pain est plus élevée que celle de ma bouilloire ni que ces valeurs de puissance ne sont valables que sur une prise de courant de 220 V.
Dans les questions suivantes, la charge c’est les hauts-parleurs et le générateur l’amplificateur. L'ambiguïté tient au fait que la charge augmente quand la résistance diminue.

Revenons aux questions :

a) Sous une charge de 16 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 16 A.
Cette question n’a de sens que si on veut conserver la puissance de 128 W sous cette nouvelle charge. On trouve un courant I² = 128/16 soit I² = 8 donc I < 16 A
La réponse est Non
Pour un électronicien, cette question n’a aucun sens puisque la puissance que peut fournir un amplificateur est directement liée à la tension d’alimentation continue de l’étage d’amplification et cette valeur est - à ma connaissance - fixe pour un amplificateur donné. Vouloir fournir la même puissance sur une impédance plus élevée est impossible parce qu’il faudrait augmenter la tension d’alimentation continue de l’étage d’amplification.

b) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus élevée que sa charge nominale.
Si on reprend la “définition” de charge, une charge plus élevée correspond à une résistance plus faible.
La réponse est Oui

c) Sous une charge de 4 ohms, l'intensité de courant efficace que l'ampli devrait fournir vaut 4 A.
Même démarche que pour la question a) I² = 128/4 soit I² = 32 donc I > 4 A
La réponse est Non

d) Il y a un risque de destruction de l'ampli lorsqu'il "voit" une charge plus faible que sa charge nominale.
Une charge plus faible correspond à une résistance plus élevée donc sans danger pour l’amplificateur.
La réponse est Non

[penthode]

Déterrage. ..

[invite03481543]

Une puissance RMS ça n'existe pas, sauf dans les docs commerciales et pour ceux qui ne connaissent pas les mathématiques du signal...
Il faut revoir les fondamentaux.
Tension RMS oui, courant RMS oui, puissance RMS non.
Donc ça démarre bien mal...

[zebular]

Ah,j'etais perplexe sur le sujet "RMS" mais là,HULK28,tu éclaires un détail que je n'avais pas saisi jusqu'à présent.Donc merci

[jiherve]

bonsoir,
Hulk a raison puisque Vrms et Irms sont définis par rapport à une puissance on ne peut donc pas définir une puissance par rapport à une autre .
Vrms = Tension continue équivalente qui fournirait la même puissance sur une charge strictement résistive, idem pour Irms.
JR

[Black Jack 2]

Bonjour,

D'où vient ce qui paraît être une cornichonnerie (Watt RMS).

C'est une cornichonnerie "physique" comme cela a été dit, mais elle a une origine ... commerciale.

Sans recherche de rigueur "physique" :

Outre atlantique, on aime le "tape à l'oeil" et on exprime la puissance des amplis (musique) comme le produit de la tension crète par le courant crète pour une tension sinusoïdale (de fréquence adéquate pour que l'impédance soit l'équivalent d'une résistance) avec l'enceinte pour laquelle il est prévu.
Si bien que les "Watts" annoncés pour ce type de matériel outre-altantique est 2 fois la "réalité" physique.
Et ces amplis, même si commercialisés en Europe, annoncent ces chiffres "tape à l'oeil" de puissance.
Dans le même temps (il y a quelques décennies ?), les amplis européens étaient annoncés (légalement) avec une puissance "vraie".

Si bien que des amplis équivalents vendus en Europe était annoncés avec une puissance double si ils venaient des états-Unis ...

Pour se défendre, les constructeurs européens, on introduit la notion de "Watt rms" ... qui correspond au vrai "watt physique", mais qui, portant un autre nom que le faux "watt" des ampli US est sensé supprimer la confusion.

En pratique, il en ajoute pour la plupart ... mais cela permet aux vendeurs européens d'indiquer la puissance des amplis, quelle que soit leur provenance, dans la même unité (même si elle a été "inventée").

1 watt RMS = 2 watts musicaux (les watts musicaux étant ceux utilisés primitivement aux US ... mais simplement alors dénommés, erronément "Watt").

[penthode]

Ça me rappelle les puissances de moteurs

SAE/DIN