Calculer un circuit selon la diode utilisée

[Sinead]

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Les Diodes Electro-Luminescentes



abrégé: DEL (terme qui remplace LED).



Les LED ( abrégé anglais qui correspond à LED ).



Il en existe de nombreux modèles, tant par leurs formes, leurs tailles, et l'intensité consommée qui varie selon chaque modèle.



Chaque diode LED a une ANODE et une CATHODE, regardons quelques photos, la première une LED pour pupitre ou tableau, avec 2 résistances en

séries. Chaque Résistance fait 220 Ohms (ROUGE ROUGE MARRON) . Re = 440 Ohms. Ce modèle de LED VERTE fait 3mm de diamètre et consomme

10 milliAmpères. Elle est donc allumée. Le fil ROUGE aurait dû être enfiché à gauche et le fil NOIR à droite, ils sont inversés aussi du côté de l'alimentation. Ceci est une erreur de couleur, le fonctionnement ne se fait que si l'anode de la diode LED reçoit le pôle +.

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M led temoin alimentée au travers de deux Résistances en série soit 440 Ohms.png

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Regardons maintenant un schéma qui comporte une LED CMS et une Diode 1N4004, l'ensemble avec Résistances et Appareils de mesure connectés en milliAmpèremètre.

RESIST R1 R2 LEDL1 1N4004.jpg

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LES EXPLICATIFS :



Dans tous les circuits qui sont sur ce Forum, comme il s'agit pour le moment que du Courant Continu, il faut se mettre en mémoire que le courant va passer par l'endroit le plus facile. En quelques sortes, il va passer par le circuit qui lui offre le moins de Résistance. On dit qu'il est malin.



Le schéma ci-dessus permet de comprendre d'addition des courants.



Le circuit dessiné en NOIR correspond à la photo ci-dessous, l'intensité dans ce circuit est affiché sur l'appareil de mesure:1,15mA.

Comment sont branchés les fils sur l'appareil pour mesurer cette intensité ?

à suivre...

LEDcmsAMPEREMETREintensité1P15mA.jpg

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il y a du 9 Volts en sortie des piles, le pôle Positif est connecté à l'anode de la LED, le courant poursuit son chemin en traversant R1 traverse l'appareil de mesure monté en Série et déjà vu, celui-ci présente une résistance de 1,25 Ohms.



La diode LED KB posée sur un pavé noir est déjà lumineuse et pourtant elle ne consomme que 1,15 milliAmpère.

Dans son circuit elle a une Résistance de ( bleu gris rouge) 6800 Ohms.

Mais comment avons-nous trouvé cette valeur pour que la LED s'allume suffisamment ?



Avec la loi d'Ohm et un peu de raisonnement :

La pile est considérée neuve, le jeu de pile ici, il fournit du 9 Volts.

La documentation de cette LED KB, indique qu'elle a besoin de 1,85 Volt à ses bornes.



Nous déduisons que la Résistance R 1 va faire chuter la tension, de 9 Volts moins 1,85 Volt, soit 7,15 Volts.

Et comme dans un circuit, tous les points ont la même intensité, cette Résistance R 1 laisse passer aussi 1,15mA, la valeur de la Résistance se calcule avec la loi d'Ohm: U = RI, et donc R = U / I ce qui donne R = 7,15 Volts divisés par 0,0015 Ampère , soit 4766 Ohms.



Or nous avons placé une Résistance de 6800 Ohms; il y a une erreur quelque part. Trouvons l'erreur...

à vrai dire, l'erreur se situe dans les composants du circuit: avons-nous 1,85 Volt aux bornes de la LED KB ? C'est pas sûr; nous n'avons pas mis un Voltmètre à ses bornes (comme quoi, avoir un second appareil de mesure va devenir indispensable).

Poursuivons les recherches...

La résistance du milliAmpèremètre 1,25 Ohm vis-à-vis de 4766 Ohms, l'erreur est ailleurs.

La chute de tension aux bornes de la diode, il faut revoir la documentation de ce composant KB.

Il n'y a pas 9 Volts en sortie de piles. Vérifions tout cela...

Déjà, 1,15mA = 0,00115 Ampère et pas 0,0015 Ampère comme écrit par erreur dans la formule ci-dessus. De ce fait refaisons un calcul:

la Résistance a aussi une tolérance mais calculons avec 6800 Ohms et intensité 0,00115 A alors la chute de tension aux bornes de la résistance vaut: U = RI 6800 x 0,00115 = 7,82 Volts

La pile neuve, 1,6 V fois 6, le jeu de 6 piles donne 9,6 Volts.

9,60 V MOINS 7,82 = 1,78 Volt.

Le constructeur de la LED dans son tableau U = 1,85 Volt; nous disons maintenant que l'erreur est très faible.

Résumé: une intensité si faible mais pas très bien mesurée va fausser le résultat d'un calcul.

C'est pour cette raison qu'il faut faire des mesures avec des bons appareils.



Si vous souhaitez faire de l'électronique, il faut choisir des appareils adaptés pour le genre de mesure prévue. Un vulgaire contrôleur d'un électricien ne convient pas pour mesurer de si faibles intensités.

Inversement, votre appareil conçu pour de si faibles intensités n'est pas fait pour être branché sur le Secteur 230 Volts de EDF. Encore moins sur le triphasé 400 Volts.



REVENONS AU SCHÉMA :

Nous venons de calculer les valeurs des composants de la branche UNE.



EXPÉRIENCE N°2 inscrite sur le schéma :

il y a un interrupteur-inverseur, il a 3 broches : la photo ci-dessous donne les connexions; vous branchez les crocodiles en 1 et 3.

INVERSEUR et Marche Arrêt-Contacts fermés 1 et 2.jpg

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Mise en Marche (en service) du circuit

CONNECTEZ les pinces crocodiles aux broches 1 et 3 elles ne sont pas réunies au sein de l'inverseur tant que le levier ne sera pas basculé (sur la photo basculé vers le bas).



En effet, il y a une autre branche, la branche 2. Ses fils sont en bleu. Elle débute au fil " A " puis 5, c'est un cordon à pince crocodile de couleur VERTE; il va rejoindre l'interrupteur levier à la Résistance R 2.

Vous allez adjoindre cette branche au montage existant. Après la Résistance R 2, ajoutez la diode 1N4004 en la raccordant comme indiquée sur le schéma. Cordon crocodile Blanc fil 6 entre R 2 et la diode 1N4004 et de l'autre côté un cordon crocodile Rouge vers un deuxième milliAmpèremètre.

L'autre fil du milliAmpèremètre a un cordon jaune " E " et celui-ci va rejoindre le pôle PLUS de la pile (jeu de piles).



La première Branche étant en service, (LED 1 allumée) AVANT DE FERMER L' INTER A LEVIER commutez les appareils sur le calibre 200 mA avec le gros bouton rotatif central; fermez l'inter à levier.



La deuxième branche est mise en service; elle comprend une résistance et une Diode 1N4004.

Que voyez-vous ?



Le premier milliAmpèremètre APP 1 indique une valeur différente et aussi plus grande que 1,15mA.

Le deuxième milliAmpèremètre APP 2 indique une valeur de courant dans R 2 passant par la diode 1N4004. Cette valeur ajoutez-la à l'intensité de la branche UNE lue sur APP 1 l'appareil connecté sur la photo, soit 0,00115 Ampère. ( Ou 1,15 mA. ).



Le courant des 2 Branches s'ajoute. La pile va devoir fournir plus de courant car deux branches sont consommatrices.

Plus vous ajoutez des branches, plus le courant sera grand dans les fils reliant la pile; on dira une forte intensité.

On saura aussi protéger les fils par un fusible calibré.



Cela dit, revenons à la Diode 1N4004 et à la résistance R 2.

Les résistances désormais vous connaissez: les valeurs en Ohm, leurs dimensions dissipent des Watts.

La Diode 1N4004, c'est un composant un peu comme la LED car elle a aussi un sens de passage du courant donc une Anode et une Cathode.

C'est un composant qui redresse le courant alternatif mais ce domaine n'est pas expliqué dans ce Post.

Par contre, une combinaison de diode de ce genre peut servir pour sélectionner des parties de circuit.

Elle a donc un sens de câblage, le côte Cathode correspond à une bague sur le cylindre du corps.



Regardons ce circuit complémentaire, la résistance R 2 avec la diode 1N4004.

Sur ce schéma, le courant lui arrive par la Droite , sort vers la Résistance R 2 et nous souhaitons que l'intensité qui y passe soit de 33 milliAmpères.

La résistance devra supporter ce courant mais ainsi la Diode 1N4004; regardez son datasheet, possibilité de 1 Ampère Direct Current.

et chute de tension de 0,6 Volts à ses bornes sens direct.



Calculons R 2 :

La tension pile neuve est de 9,6 Volts, la chute de tension dans 1N4004 est de 0,6 Volts; reste 9 Volts aux bornes de R 2.

U = R I R = U / I 9 V / 0,033 A 9/0,033 = 272 Ohms.

Trouvons une résistance de 270 Ohms, valeur normalisée.



Autre solution : mettre deux résistances en série ; une de 220 Ohms avec une de 52 Ohms, si disponible alors il y aura une résistance de plus dans le circuit mais elle n'a pas été dessinée à proximité de R 2. (voir ce schéma ci-dessous).



Branchez le fil crocodile NOIR le MOINS à la pile, mettez l'inter à levier sur ON.

Le courant affiché sur les 2 Ampèremètres indique de l'ordre de 0,033 Ampère.

Les deux Ampèremètres étant en série, ils doivent afficher la même valeur; mais il y a tout de même des pourcentages de précision pour chaque composant et il faut en tenir compte.



Le schéma avec deux Résistances devient ainsi :

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RESISTANCE MONTAGE SERIE 01042023V1804.jpg

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Deux résistances sont en série dans la Branche N°2.

Nous lisons maintenant une intensité de 0,054 Ampère sur l'ensemble du circuit.



Nous avons complété le schéma avec une notion des WATTS, et avec la formule de la puissance en CC, P = U I

Mais une autre formule existe si vous avez la valeur précise de la Résistance : P = R I²

Résistance multiplié par Intensité au carré.

C'est théorique parce que la Résistance a changé un peu de valeur en s'échauffant au passage du courant.