Exercices sur la mise en œuvre des diodes

Ce document est une compilation des exercices posés en devoirs surveillés d’électricité au département Génie Electrique et Informatique Industrielle de l’IUT de Nantes. Ces devoirs se sont déroulés généralement sans documents, sans calculette et sans téléphone portable… Les devoirs d’une durée de 80 min sont notés sur 20 points. Donc chaque point proposé au barème correspond approximativement à une activité de 4 min. Ces exercices utilisent les connaissances développées dans la ressource Baselecpro sur le site IUTenligne. Un corrigé avec barème de correction est remis aux étudiants en sortie du devoir (C’est souvent le seul moment où ils vont réfléchir à ce qu’ils ont su (ou pas su) faire dans ce devoir) Personnellement, je me refuse à manipuler le barème d’un devoir lors de la correction dans le but d’obtenir une moyenne présentable. (ni trop ni trop peu…) La moyenne d’un devoir doit refléter l’adéquation entre les objectifs de l’enseignant et les résultats des étudiants. Les documents proposés ici sont délivrés dans un format qui permet tout assemblage/désassemblage ou modification à la convenance de l’utilisateur. Les dessins et les équations ont été réalisés avec Word97.

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On considère le montage ci-contre : La source de tension est réalisée avec un Générateur Basse Fréquence (en configuration sinusoïde + offset) de résistance interne r = 5qui délivre une f.e.m. « e ». Une résistance de protection R = 50  limite le courant dans la diode zener. c) « Supposons la diode zener bloquée. Préciser l’intervalle dans lequel doit se trouver la valeur de et l’intervalle dans lequel doit se trouver la valeur de la f.e.m. « e » pour que cette hypothèse soit vraie. Justifier en quelques mots. d) « Supposons la diode zener conductrice en inverse ( ). Préciser la condition sur la valeur de la f.e.m. « e » pour que cette hypothèse soit vraie. Justifier par un schéma et un calcul. e) Le GBF est maintenant réglé tel que . Calculer en supposant la diode zener toujours passante en inverse. Représenter en précisant ses valeurs min et max.On dispose d’une source de tension constante à partir de laquelle on souhaite alimenter une carte électronique sous une tension constante quelle que soit la valeur du courant consommé Ich.

On utilise une diode zener de tension zener . (On négligera sa résistance interne en polarisation inverse) a) Sachant que la puissance maximale qui peut être dissipée dans la diode zener est de 500 mW, en déduire . b) Montrer que la somme est une valeur constante tant que la diode zener est passante en inverse. c) Sachant que , en déduire que la valeur protège la diode zener contre les risques de courant excessif. Pour que la carte électronique reste alimentée sous , il faut . En déduire la valeur limite de qui garantit ce bon fonctionnement. e) Quelle est la valeur de si la carte électronique consomme un courant ?a) Indiquer (sous le graphe) les intervalles de conduction de la diode. b) Estimer graphiquement (en hachurant les aires concernées) c) Après avoir complété la graduation sur l’axe en angles , calculer plus précisément à l’aide d’une intégrale. d) Un ampèremètre numérique placé dans le circuit, indique 1,49 A en position DC et 2,05 A en position AC+DC. Préciser ce que signifient ces deux valeurs. e) Donner la relation reliant à . En déduire la valeur numérique de la résistance « R »