Transformation, Redressement et Lissage d’une Tension Alternative Sinusoïdale

Introduction

En physique-chimie, nous étudions souvent des signaux électriques alternatifs, comme la tension sinusoïdale fournie par le secteur électrique. Cependant, certains appareils ont besoin d’une tension continue. Pour cela, on utilise un processus appelé redressement.

La tension alternative sinusoïdale

Une tension alternative (AC) varie périodiquement selon une courbe sinusoïdale. Elle s’écrit généralement : \[ V(t) = V_{max} imes \sin(\omega t) \] où :

• \( V_{max} \) est l’amplitude (valeur maximale de la tension),
• \( \omega \) est la pulsation, liée à la période \( T \) par \( \omega = rac{2\pi}{T} \).

Graphiquement, la tension oscille entre \(-V_{max}\) et \(+V_{max}\).

Objectif : convertir une tension sinusoïdale en tension continue

Pour alimenter certains appareils, il faut transformer cette tension alternative en une tension continue (DC).

Le redressement par une diode

Principe de la diode

Une diode est un composant qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens. Elle agit donc comme une valve unidirectionnelle. Lorsqu’elle est polarisée en conduction, elle laisse passer le courant ; sinon, elle bloque.

Redressement simple (demi-onde)

• La diode est placée en série avec la source sinusoïdale.
• Elle ne laisse passer que la partie positive (ou négative) de la sinusoïde.
• Résultat : la tension en sortie ne comporte que les ondulations d’une seule moitié-cycle.

Le graphique montre une série de demi-oscillations positives pour une tension d’entrée sinusoïdale.

Schéma simple de circuit de redressement

Dans ce circuit :

• Une source sinusoïdale \( V_{in}(t) \).
• Une diode en série.
• Un condensateur de lissage après la diode (optionnel pour réduire les ondulations).

Conclusion

Le redressement par une diode permet de transformer une tension sinusoïdale en une tension qui n’est plus négative, facilitant ainsi l’alimentation en courant continu. Cependant, cette tension reste ondulée et doit être lissée si une tension continue stable est souhaitée.