Bonjour à tous ! Je suis nouveau ici et j'aimerai, si vous le voulez bien, vous demander votre aide pour un exercice de physique, en effet j'ai un DNS à rendre pour samedi et j'ai de gros blocages..
Dans cet exercice portant sur la diode Zener, on nous demande d'abord de tracer la caractéristique i-f(u) en convention récepteur de ce dipôle, ceci étant une question de cours j'y ai déjà répondu..
Les choses se compliquent ensuite, on dispose d'un circuit composé d'un générateur de tension idéal de f.e.m. e (variant de +E à -E) en série avec une diode Zener (convention récepteur) et une résistance R1.
On me demande ici :
1) de déterminer la valeur de la f.e.m à partir de laquelle la diode devient conductrice dans le sens direct (notée e(s)) et dans le sens Zener (notée e(z)).
2) de calculer la valeur maximale du courant passant dans la diode dans le sens direct i(s) puis dans le sens Zener i(z) puis de conclure.
Nous avons comme données Us=0,70V, Uz=5,0V, Rs=5,0 ohm, Rz=10 ohm, E=10V et R1=30 ohm.
Merci d'avance de votre aide, j'aimerai que vous me guidiez pour que j'arrive à résoudre cet exercice !
Bonsoir,
Us = 0,70 V est la tension de seuil de la diode.
Donc, pour que la diode devienne conductrice dans le sens direct, il faut une tension supérieure ou égale à la tension de seuil. On va avoir :
Quand , le courant dans la diode est nul.
En s'inspirant de cela, que peut-on dire alors pour le sens Zener (sens inverse) ?
Oui, es = 0,7 V et ez = 5,0 V
Cependant, il faut faire attention aux notations.
La fem du générateur est e avec . (j'ai fait l'erreur aussi).
Donc l'équation du circuit s'écrit :
qui se décline de 3 façons, selon la valeur de e :
(aucun courant ne passe)
avec
avec
Mais il est possible de refaire le schéma dans le cas inverse pour éviter de se tromper (2ème schéma).
On peut alors écrire :
Mais il faut faire attention si on dessine le schéma comme cela parce que on est dans le cas inverse donc et pour que le courant passe, alors que, dans le cadre de l'exercice, on a (le + du générateur est connecté à la cathode de la diode)
Le premier schéma correspond bien à l'exercice ?
Non j'ai bien compris merci à toi alors si j'ai (vraiment) bien compris pour calculer Is et Iz on utilise les équations que tu m'a fourni en remplaçant e par ses valeurs maximales -10V et 10V pour déterminer l'intensité dans les deux cas ? (c'est la question 2)
Et en fait ton premier schéma n'est pas vraiment celui de l'exercice, on a dans l'ordre le générateur, puis la diode Zener avec sa flèche dirigée vers la gauche (donc dans le sens inverse de ce que tu as mis) puis seulement après la résistance R1 pour finir, peut être que ça ne change rien ?
Oui, mais ce n'est pas un problème parce que tout est en série.
Je pense alors que tu t'es trompé car I doit être négatif dans le cas du sens passant indirect selon la caractéristique de la diode Zener que nous avons tracé dans notre cours. J'ai, je pense, trouvé un autre moyen de déterminer Es et Ez je ferais ça dans la soirée merci quand même de ton aide
Si on trouve un courant négatif, il n'y a pas forcément une erreur...
En prenant le premier schéma, je trouve i < 0 aussi dans le cas inverse. Cela veut simplement dire que le courant est en sens inverse du sens choisi. Cela n'a rien de bizarre et c'est le bon résultat...
Pour éviter ces problèmes, il suffit de traiter le problème avec des schémas modifiés pour le cas direct et le cas inverse (deuxième schéma du post "Posté le 26-09-12 à 13:21".
On trouve effectivement -0,12 A dans le cas inverse.
En fait j'ai employé la loi des mailles pour faire comme ça : j'ai assemblé le générateur et R1 pour faire un thèvenin et écrire u=e-R1*i et d'un autre côté je remplace ma diode dans le sens passant par un générateur de thèvenin tel que U=Us+Rs*i (car avec la loi des mailles u-u=O (si je m'exprime bien), je détermine de là une expression de i mais dans cette dernière il y a e, donc je tourne en rond
Tu compliques là où ce n'est pas utile...
La relation que j'ai écrite n'est pas autre chose que la loi des mailles.
Mais, pour en revenir au schéma, ressemble-t-il à cela ?
La résistance dans les pointillés ne figure pas dans le montage mais elle est intégrée à la diode je crois... J'ai exploité ton idée les résultats sont cohérents merci beaucoup mais l'exercice n'est pas fini j'espère que tu pourra encore m'aider ! Si c'est le cas je posterai la suite du sujet (il reste deux questions) en réponse à ce topic
Oui exact, j'imagine que ton raisonnement précédent est toujours valide
Alors pour la suite, on ajoute entre la résistance R1 et le générateur deux composants mis en parallèles : une diode considérée idéale (tension de seuil nulle) et une résistance R2. La diode ayant sa flèche orientée de la gauche vers la droite !
La première question : représenter la caractéristique de la diode (ça c'est bon)
Seconde question : Expliquer qualitativement en quoi l'ajout de cette diode idéale améliore le montage (j'ai dit que la diode ne laissait passer que le courant i<0 mais je ne sais pas où cela me mène)
Troisième question : Déterminer R2 pour que la valeur maximale du courant dans le sens direct soit la même que la valeur maximale du courant dans le sens inverse (question tordue )
Mais la diode est toujours une diode Zener (la diode Zener d'avant) même si on l'idéalise un peu en lui donnant une tension de seuil nulle ou est-elle une diode "normale" ?
avec et
L'équation de la maille est (la diode D1 ne conduit pas) :
La valeur maximale de a lieu pour la valeur maximale de e c'est-à-dire E :
avec et
L'équation de la maille est (la diode D1 conduit donc la tension à ses bornes est nulle) :
La valeur maximale de a lieu pour la valeur maximale de e c'est-à-dire - E :
Quand on demande :
J'ai bien compris ton raisonnement, juste une petite question en fait; pourquoi la resistance R2 n'intervient pas quand e-5V ? Je suppose que le courant choisi de passer par la diode exclusivement mais pourquoi ? Merci de m'éclairer sur ce point ça sera très gentil à toi j'aurai fini de boucler ce DNS
Tout d'abord, à cause de la Zener qui est polarisée en inverse. Donc, pour que le courant passe, il faut que la tension soit supérieure à la tension Zener (5 V). Là, c'est comme avant... Rien de nouveau.
Pour l'autre diode ("normale"), le + du générateur est du côté de l'anode donc la diode est passante. Mais, c'est une diode idéalisée. Quand elle est passante, la tension à ses bornes est nulle. En conséquence, tout le courant passe par la diode (la tension aux bornes de R2 étant nulle, il n'y a pas de courant dans R2).
Donc c'est comme si R2 n'était pas là. En fait, comme la tension aux bornes de la diode est nulle, c'est comme si il y avait un fil.
Dans la réalité, ça ne se passe pas tout à fait comme ça !...
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