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Université d’Antananarivo Ecole Normale Supérieure Département de Formation Initiale Scientifique Centre d’Etude et de Recherche en Physique-Chimie Numéro d’ordre : 388/PC MEMOIRE DE FIN D’ETUDES POUR L’OBTENTION DU CERTIFICAT D’APTITUDE PEDAGOGIQUE DE L’ECOLE NORMALE (CAPEN) Présenté par : RANDRIANARIVO Ando Soutenu le : 03 Novembre 2016 Président de jury : Madame RATOMPOMALALA Harinosy, Maître de conférences Juges : Professeur ANDRIANARIMANANA Jean Claude Omer, Professeur titulaire Monsieur RIJARIMANANA Tiana Andriantsoa, Assistant d’ESR Rapporteur : Docteur RASOLONDRAMANITRA Henri, Ph.D et Maître de conférences Année Universitaire : 2015-2016 « CONCEPTION, ELABORATION ET EXPLOITATION PEDAGOGIQUE DE MATERIELS DIDACTIQUES: BARRIERE INFRAROUGE ET SON ALIMENTATION STABILISEE »
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Université d’Antananarivo
Ecole Normale Supérieure
Département de Formation Initiale Scientifique
Centre d’Etude et de Recherche en Physique-Chimie
Numéro d’ordre : 388/PC
MEMOIRE DE FIN D’ETUDES POUR L’OBTENTION DU CERTIFICAT D’APTITUDE
PEDAGOGIQUE DE L’ECOLE NORMALE
(CAPEN)
Présenté par : RANDRIANARIVO Ando
Soutenu le : 03 Novembre 2016
Président de jury : Madame RATOMPOMALALA Harinosy, Maître de conférences
Juges : Professeur ANDRIANARIMANANA Jean Claude Omer, Professeur titulaire
Monsieur RIJARIMANANA Tiana Andriantsoa, Assistant d’ESR
Rapporteur : Docteur RASOLONDRAMANITRA Henri, Ph.D et Maître de conférences
Année Universitaire : 2015-2016
« CONCEPTION, ELABORATION ET
EXPLOITATION PEDAGOGIQUE DE MATERIELS
DIDACTIQUES: BARRIERE INFRAROUGE ET
SON ALIMENTATION STABILISEE »
Remerciements
A l’issue de ce travail, nous tenons à adresser notre reconnaissance et nos
remerciements à toutes les personnes qui ont contribué, chacune à leur manière, à
l’accomplissement de ce mémoire.
Tout d’abord, nous tenons à remercier vivement les membres de jury pour avoir
accepté d’évaluer ce travail :
Madame RATOMPOMALALA Harinosy, Maître de conférences, de bien vouloir
présider le jury de soutenance de ce mémoire.
Professeur ANDRIANARIMANANA Jean Claude Omer, Professeur titulaire et
Monsieur RIJARIMANANA Tiana Andriantsoa, Assistant d’ESR, d’avoir accepté de
juger mon travail.
Nous tenons également à remercier très chaleureusement mon directeur de
mémoire :
Docteur RASOLONDRAMANITRA Henri, Ph.D et Maître de conférences, pour son
encadrement, son suivi permanent et ses précieux conseils.
Les remerciements vont aussi à ma famille et à mes collègues, en particulier :
RAKOTONDRAINIBE Alexandre.
MERCI !!!
TABLES DES MATIERES
PAGES
INTRODUCTION………………………………………………………….1
PREMIERE PARTIE : REPERE THEORIQUE………………………………..…… .…3
I. ELEMENT CONSTITUTIF D’UNE ALIMENTATION STABILISEE………………3
I.1 Transformateur …………………………………………………………………..3
I.2 Redresseur …..…………………………………………………………………...5
I.3 Filtre………………………………………………………………………….…13
I.4 Régulateur……………………………………………………………………....17
II. BARRIERE INFRAROUGE………………………………………………………….21
II.1 Partie émetteur de la barrière infrarouge……………………………………….21
II.2 Partie récepteur de la barrière infrarouge………………………………...…….27
DEUXIEME PARTIE : ELABORATION………………………………………………..36
I. ELABORATION DE L’ALIMENTATION STABILISEE…………………………...36
I.1 Support de l’alimentation station stabilisée……….…………………………….36
I.2 Assemblage des composants électroniques de l’alimentation stabilisée sur une
plaquette électrique…………………………………………………...………………………37
II. ELABORATION DE LA BARRIERE INFRAROUGE...…………………………...38
II.1 Partie émettrice…………………………………....…………………………....38
II.2 Partie réceptrice……….………………………………………………………..40
III. COUT TOTAL DE L’ELABORATION…………………………………………….43
TROISIEME PARTIE : EXPLOITATION PEDAGOGIQUE………………………….44
I. EXLOITATION PEDGOGIQUE DE L’ALIMENTATION STABILISEE………......44
II. EXPLITATION PEDAGOGIQUE DE LA BARRIERE INFRAROUGE…………….53
CONCLUSION……………………………………………………………60
BIBLIOGRAPHIES……………………………………………………….61
WEBOGRAPHIES………………………………………………………...62
LISTES DES FIGURES
PAGES
Figure 1 : Schéma d’un transformateur………………………………………………….…….4
Figure 2 : Semi-conducteur de type N…………………………………………………….…...5
Figure 3 : Semi-conducteur de type P…………………………………………………..……..6
Figure 4 : Jonction PN…………………………………………………………………..……..6
Figure 5 : Jonction PN non polarisée………………………………………………………….7
Figure 6 : Jonction PN soumise à un champ électrique extérieur : passage de courant….……8
Figure 7 : Jonction PN soumise à un champ électrique intérieur : blocage………………...…8
Figure 8 : Symbole d’une diode à jonction…………………………………………………....9
Figure 9 : Sens passant d’une diode………………………………………………………...…9
Figure 10 : Sens bloquant d’une diode………………………………………………………...9
Figure 11 : Redresseur simple alternance…………………………………………………….10
Figure 12 : Tension v(t) et u(t) dans un redresseur simple alternance……………………….10
Figure 13 : Redresseur double alternance à pont de Graetz………………………………….11
Figure 14 : Redresseur à pont de Graetz en alternance positive……………………………..11
Figure 15 : Redresseur à pont de Graetz en alternance négative……………………………..12
Figure 16 : Évolution de la tension et du courant à travers le redresseur…………………….12
Figure 17 : Redresseur avec condensateur de filtrage………………………………………..14
Figure 18 : Allure de la tension filtrée UC(t)…………………………………………………15
Figure 19 : Lisseur de courant………………………………………………………………..16
Figure 20 : Lissage d’un courant……………………………………………………………..17
Figure 21 : Caractéristique d’une diode Zener……………………………………………….18
Figure 22 : Montage stabilisateur de tension par diode Zener……………………………….18
Figure 23 : Régulateur circuit intégré………………………………………………………...19
Figure 24 : Schéma des régulateurs fixes positif et négatif…………………………………..20
Figure 25 : Schéma de montage pour régulateur de tension à circuit intégré………………..20
Figure 26 : Augmentation de la tension de sortie……………………………………………21
Figure 27 : Partie émission de la barrière infrarouge………………………………………...22
Figure 28 : NE555 …………………………………………………………………………...22
Figure 29 : Partie récepteur de la barrière infrarouge………………………………………..28
Figure 30 : Pré-amplificateur………………………………………………………………...29
Figure 31 : Filtre passe bas…………………………………………………………………..29
Figure 32 : Filtre passe haut………………………………………………………………….31
Figure 33 : Signal à la sortie du filtre passe bande…………………………………………..32
Figure 34 : Pompe à diode……………………………………………………………………33
Figure 35 : Comparateur……………………………………………………………………..34
Figure 36 : Support…………………………………………………………………………..37
Figure 37 : Schéma de montage de l’alimentation…………………………………………...38
Figure 38 : Alimentation stabilisée…………………………………………………………..38
Figure 39 : Schéma de montage de l’émetteur……………………………………………….39
Figure 40 : Émetteur infrarouge……………………………………………………………...39
Figure 41 : Schéma de montage du récepteur………………………………………………..40
Figure 42 : Récepteur infrarouge…………………………………………………………….40
Figure 43 : Alimentation stabilisée avec support…………………………………………….41
Figure 44 : Émetteur de la barrière infrarouge avec support…………………………………41
Figure 45 : Récepteur infrarouge avec support …………………………………..………….42
1
INTRODUCTION
L’expérimentation, en Sciences Physiques en particulier, est un grand appui pour cultiver
un esprit purement scientifique chez les élèves. Elle développe leur sens d’observation,
d’analyse et de synthèse, un savoir-faire dans le domaine expérimental. Elle leur permet de
mieux appréhender les théories physiques développées en classe, d’établir un lien entre ces
théories et la réalité ou leur vécu quotidien.
Faire une expérience de cours ou de travaux pratiques nécessite cependant des appareils or
des problèmes fondamentaux existent dans la plupart de nos établissements scolaires à savoir
l’insuffisance d’outils didactiques, de matériels de laboratoire qui permettent de proposer des
activités en rapport avec les cours dispensés en classe et/ou des activités en rapport avec le
vécu quotidien des élèves d’une part, et le manque d’initiative personnelle des enseignants
pour pallier ces problèmes d’autre part. Il est donc souhaitable que les enseignants essaient de
fabriquer dans la mesure du possible des outils didactiques et même de réaliser avec leur
classe un petit projet, l’objectif étant de motiver les élèves et aussi de susciter des vocations.
C’est dans cette optique que le présent mémoire est axé. Il s’agit:
- d’élaborer une « barrière infrarouge » et son alimentation stabilisée
- de présenter des exploitations pédagogiques des composants électroniques de
l’alimentation stabilisée et de la barrière infrarouge. (présenter et d’expliquer
quelques phénomènes qui l’utilisent, phénomènes que les élèves rencontrent dans la
vie quotidienne ou qu’ils ont vu à la télévision).
Une barrière infrarouge est constituée d’un émetteur qui produit un faisceau infrarouge et
d’un récepteur permettant de confirmer la présence ou l’absence de ce faisceau. Quand le
faisceau est interrompu, l’émetteur envoie un signal à un système par exemple à une
motorisation de portail, à un système d’alarme, à un éclairage automatique.… Actuellement,
on utilise cet appareil électronique pour ouvrir ou fermer automatiquement des portes ou des
portails, pour la sécurisation des biens publics ou des biens personnels, pour les systèmes
d’alarme des maisons d’habitation, des supermarchés….pour lutter contre les cambriolages.
L’objectif dans le cadre de ce mémoire de fin d’études est de rendre l’élève capable
d’expliquer par exemple pourquoi les portes d’entrée de certains magasins ou centres
commerciaux s’ouvrent automatiquement quand ils s’en approchent, pourquoi les alarmes
d’une maison se déclenchent en présence d’un cambrioleur.
2
L’étude de la barrière infrarouge et de son alimentation stabilisée est accessible aux
élèves des classes de Terminales scientifiques dans la mesure où ces appareils comportent
plusieurs composants électroniques dont quelques caractéristiques et comportements sont
abordés au collège ou au lycée. Les activités d’enseignement / apprentissage proposées ici
s’adressent donc à ces classes.
Le présent travail comporte trois parties :
- la première partie expose des généralités concernant la barrière infrarouge et son
alimentation stabilisée. Elle décrit les différents éléments constitutifs de :
l’alimentation stabilisée. Cette alimentation comprend un transformateur,
un redresseur, un filtre et un régulateur.
la barrière infrarouge. Cette barrière infrarouge est constituée d’un
émetteur infrarouge et d’un récepteur infrarouge.
- la deuxième partie concerne l’élaboration d’une alimentation stabilisée et d’une
barrière infrarouge. Elle présente essentiellement les différentes étapes de cette
élaboration et le coût total de fabrication.
- la dernière partie est axée sur les exploitations pédagogiques de ces matériels
didactiques. Quatre fiches pédagogiques sont développées :
la première fiche porte sur le redressement double alternance. Elle
s’adresse aux élèves des classes de secondes.
la deuxième fiche traite le transformateur. Elle est aussi destinée aux
élèves des classes de secondes.
la troisième fiche aborde la barrière infrarouge. Il s’agit de proposer une
application qui montre l’invisibilité de la radiation infrarouge. Le public
cible ici est les élèves des classes de 3ème
.
la quatrième fiche a pour objet d’enrichir la connaissance générale des
élèves des classes de terminales.
Ces fiches s’adressent aux élèves des classes de 3ème
, secondes et terminales.
3
PREMIERE PARTIE : REPERE THEORIQUE
I. ELÉMENTS CONSTITUTIFS D’UNE ALIMENTATION STABILISÉE
Une alimentation stabilisée est un appareil électrique qui produit une tension stabilisée.
Elle est composée d’:
un transformateur monophasé
un redresseur
un filtre
un régulateur
I.1 TRANSFORMATEUR
Un transformateur s’agit d’un appareil statique à induction électromagnétique qui
transforme un signal d’entrée alternatif ayant une certaine tension V1 et une intensité de
courant I1 en un signal de sortie qui est aussi alternatif, de même fréquence et de même forme
que le signal d’entrée mais de tension V2 et d’intensité de courant I2 différentes.
Il permet d’abaisser ou d’augmenter les amplitudes de ces tensions et de ces courants
(à titre d’exemple, il est utilisé pour abaisser une alimentation 220V d’un réseau électrique
pour fournir une alimentation nécessaire au fonctionnement de tout appareil à transistor
comme les amplificateurs, les ordinateurs, les radios, les télévisions…).
Il permet de transférer de l’énergie d’une source qui l’alimente à une charge branchée à sa
sortie. Il ne fonctionne qu’en alternatif.
Son utilisation est fondamentale pour le transport de l’énergie électrique à longue
distance sur un réseau de distribution où son rôle est d’élever la tension provenant d’une
centrale électrique pour créer des lignes à haute tension et de diminuer l’intensité du courant
pour minimiser les pertes par effet Joule.
La compréhension des phénomènes électromagnétiques qui régissent le fonctionnement
des transformateurs et la détermination de leurs pertes constituent une étape déterminante
pour l’exploitation optimale de ces appareils et également pour leur conception.
I.1.1 Les principaux éléments d’un transformateur
Un transformateur est constitué d’un circuit magnétique qui est un noyau en fer doux et
de deux bobines appelées aussi l’enroulement primaire et l’enroulement secondaire qui
entourent ce noyau magnétique. Chaque bobine formant le milieu conducteur est organisée
en paquets de spires. L’enroulement primaire comporte N1 spires et l’enroulement secondaire
N2 spires.
4
Lorsque le primaire est alimenté par une tension alternative, de l’énergie est transférée au
secondaire par l’intermédiaire du circuit magnétique. On dit alors que le primaire et le
secondaire sont « magnétiquement couplés ». La figure (1) ci-dessous schématise un
transformateur.
Figure 1 : Schéma d’un transformateur
I.1.2 Principe de fonctionnement
En vertu de la loi de Faraday, lorsqu’ un flux d’induction magnétique variable Φ(t) circule
dans le circuit magnétique, il induit dans chacun des enroulements une force électromotrice
proportionnelle dans le temps aux taux de changement (dΦ/dt) et au nombre de spires que
comporte cet enroulement.
Lorsqu’on alimente le primaire par une source alternative, cette source crée une tension V1
et un courant I1. Le courant I1 induit dans le circuit magnétique un flux également alternatif
dont l’amplitude dépend du nombre de spires du primaire et de la tension appliquée. Ce flux
alternatif induit dans l’enroulement primaire une f.é.m. :
e1= -N1dΦ/dt
Quand ce flux arrive dans l’enroulement secondaire, il y induit une f.é.m. :
e2= -N2dΦ/dt
Le signe « moins » reflète la loi de Lenz. Le noyau magnétique fournit donc un chemin de
canalisation de flux magnétique.
5
On définit le rapport de transformation comme étant le rapport des nombres de tour
(spires) des enroulements primaire et secondaire :
=
=
Les tensions sont proportionnelles aux nombres de spires :
- Si N1 > N2 le transformateur est dit «abaisseur de tension »
- Si N1 < N2 le transformateur est dit « élévateur de tension »
I.1.3 Différents types de transformateurs
Il existe différents types de transformateurs tels que le transformateur monophasé et le
transformateur polyphasé.
Un transformateur monophasé contient deux enroulements comme le transformateur décrit
ci-dessus. Un transformateur polyphasé est une association de transformateurs monophasés.
A titre d’exemple, un transformateur triphasé peut être constitué de trois transformateurs
monophasés.
I.2 REDRESSEUR
Un redresseur est un convertisseur « alternatif/continu ». Il convertit une tension
alternative en une tension continue. Il est constitué essentiellement de diodes à jonction PN.
I.2.1 Diode à jonction PN
Un monocristal semi-conducteur tel que le silicium ou le germanium est composé
d’atomes qui possèdent 4 électrons de valence (atomes quadrivalents).
Si on dope une région de ce monocristal avec des atomes à 5 électrons périphériques
(atomes pentavalents), elle devient un semi-conducteur de type N, c'est-à-dire que les
porteurs de charges majoritaires dans cette région sont des électrons introduits par ces
éléments pentavalents et les trous mobiles dus à la conduction intrinsèque du semi-
conducteur
sont
minoritaires.
Figure 2 : Semi-conducteur de type N
6
Si on dope l’autre région avec des atomes à 3 électrons périphériques (atomes trivalents),
elle devient un semi-conducteur de type P où les porteurs majoritaires sont des trous assimilés
à des charges positives et les électrons provenant de la conduction intrinsèque sont
minoritaires.
Figure 3 : Semi-conducteur de type P
On a créé ainsi une « jonction PN » qui est la limite de séparation entre les deux parties.
Une diode à jonction PN est un monocristal semi-conducteur (monocristal de germanium ou
monocristal de silicium par exemple) dont une partie est de type P et l’autre de type N.
Figure 4 : Jonction PN
La jonction PN est un élément fondamental de l’électronique. En modifiant certains
paramètres tels que la concentration en impuretés, la géométrie de la jonction…, on obtient
des composants utilisables dans de nombreux domaines.
I.2.2 Jonction PN non polarisée
Un phénomène de diffusion et de recombinaison a lieu au niveau de la jonction :
- les électrons libres de la partie N traversent la jonction et vont combler les trous de la
partie P
- les trous de la partie P diffusent vers la partie N et neutralisent les électrons de cette
partie.
On dit qu’il y a recombinaison électron-trou pour reformer une liaison covalente. Ainsi, au
niveau de la jonction, une charge d’espace statique négative se crée côté P et une charge
7
d’espace statique positive côté N, conséquence de ce phénomène de diffusion et de
recombinaison.
Dû à ces charges d’espace statiques positives et négatives, un champ électrique interne
Eint, dirigé de la partie N vers la partie P apparaît. Sous l’action de ce champ, les porteurs
majoritaires sont repoussés vers leurs parties respectives et il n’y a plus de porteurs libres au
niveau de la jonction et cette zone est alors appelée zone de « déplétion ». Une barrière de
potentielle est donc formée dans cette zone. Cette barrière repousse les porteurs majoritaires
mais favorisent le passage des porteurs minoritaires. Ces deux courants antagonistes
(diffusion des majoritaires et conduction des minoritaires) s’équilibrent en l’absence de
champ électrique extérieur.
Figure 5 : Jonction PN non polarisée
I.2.3 Jonction PN en polarisation directe
La barrière de potentiel interne empêche donc toute circulation de courant. Si on applique
un champ externe à l’aide d’un générateur en branchant le pole + sur la zone P et le pole – sur
la zone N, on peut annuler les effets du champ interne et permettre le courant de circuler : les
électrons libres de la partie N migrent vers le pôle positif et les trous de la partie P migrent
vers le pôle négatif. Un courant de conduction constitué par les porteurs majoritaires et un
courant de conduction dû aux porteurs minoritaires naissent. Un courant passe au travers de
la jonction et on dit que la « diode est passante » ou polarisée dans le sens direct. C’est un
courant direct, pratiquement dû aux porteurs majoritaires.
8
Figure 6 : Jonction PN soumise à un champ électrique extérieur : passage du courant
I.2.4 Jonction PN en polarisation inverse
Si on branche le générateur dans le sens inverse du cas précédent, on renforce le champ
électrique interne ce qui empêche le passage des porteurs majoritaires : les électrons libres
sont poussés dans la zone N et les trous dans la zone P; on accentue ainsi la séparation des
charges (zone de déplétion). Par contre, les porteurs minoritaires (trous pour la zone N et
électron libres pour la zone P) peuvent traverser la jonction: ils forment un courant inverse
mais comme leur concentration est faible, ce courant est pratiquement nul. On dit que la
« diode est bloquée » ou polarisée en sens inverse
Figure 7 : Jonction PN soumise à un champ extérieur : blocage
Un courant Id traverse la jonction si on applique une tension V entre P et N. Id s’exprime :
Id = If (
– 1)
- If : courant de saturation inverse
-
: tension thermodynamique (q : charge d’électron)
- V : tension appliquée à la jonction
Et la résistance totale est : Rt =
9
I.2.5 Représentation schématique d’une diode PN
A: anode
K: cathode
Figure 8 : Symbole d’une diode à jonction
I.2.6 Sens passant et sens bloquant d’une diode à jonction
Si la diode laisse passer le courant : on est dans le « sens passant » d’une diode.
Figure 9 : Sens passant d’une diode
Au contraire, si la diode bloque le passage du courant : on est dans le « sens bloquant » de
la diode.
Figure 10 : Sens bloquant d’une diode
I.2.7 Utilisation de la diode à jonction en redressement
Une des principales applications de la diode est le redressement de la tension alternative
du secteur. Un transformateur est toujours placé en amont du redresseur pour à abaisser la
tension du secteur et pour isoler les montages du secteur.
Il existe deux types de redressement :
Redressement simple alternance
Redressement double alternance
10
Redressement simple alternance
Le redressement simple alternance n’utilise qu’une diode (Figure 11)
Figure 11 : Redresseur simple alternance
Pour une diode supposée idéale et alimentée par une source alternative sinusoïdale, on
obtient :
- pendant l’alternance positive, la diode est passante
v(t) > 0, i > 0 et VD = 0
Alors il s’ensuit que u(t) = v(t)
- pendant l’alternance négative, la diode est bloquée
v(t) < 0, i = 0 et VD < 0 u(t) = 0 (KOUAS A., 2005)
La figure ci-dessous décrit ce comportement.
Figure 12 : Tensions v(t) et u(t) dans un redresseur simple alternance
Redressement double alternance à pont de Graetz
Le plus performant est le redressement double alternance. Il existe deux types : le
« redressement double alternance à pont de Graetz » et le redressement double alternance à
deux diodes avec transformateur à point milieu.
L’étude qui suit porte essentiellement sur le redressement double alternance à pont de
Graetz.
11
Montage :
On utilise 4 diodes montées en pont suivant le schéma suivant :
Figure 13 : Redresseur double alternance à pont de Graetz (PETER C., 2004)
Fonctionnement :
Lorsque la tension v(t) est positive, D1 et D4 conduisent (D2 et D3 sont bloquées), et
quand elle est négative, D2 et D3 conduisent (D1 et D4 sont bloquées). Le courant de la charge
est toujours dans le même sens.
- Alternance positive :
D1 et D4 sont passantes VD 1=0 et VD4=0 (interrupteurs fermés). La loi des mailles donne:
v(t) - VD 1 - u(t) - VD4 = 0
i(t) = iD1(t) =
Figure 14 : Redresseur à pont de Graetz en alternance positive
12
- Alternance négative :
Les diodes D2 et D3 sont passantes VD 2=0 et VD3=0 (interrupteurs fermés).D’après la loi
des mailles :
v(t) + VD 2+ u(t) + VD3 = 0
i(t) = iD2 (t) =
Figure 15 : Redresseur à pont de Graetz en alternance négative
L’évolution de la tension et du courant à travers le redresseur est décrit par les
oscillogrammes ci-dessous.
Oscillogrammes :
Figure 16 : Évolution de la tension et du courant à travers le redresseur
13
Performance du redresseur :
La période de la tension secteur est T et la tension u(t) est de période T/2
Valeur moyenne
u(t) = Vmax sin (ωt)
Umoy =
∫
=
∫
=
∫
Soit Umoy =
Sa valeur efficace :
=
∫
=
∫
=
∫
Soit Ueff =
√
Le courant moyen vaut :
Imoy =
Le facteur de forme F est le quotient de la tension efficace redressée par la tension
moyenne redressée : F =
√
=
√ = 1.11 (CHELBI H., 2008)
Le taux d’ondulation τ et le quotient de la différence entre la tension maximale et la
tension minimale redressée par la valeur moyenne : τ = √ = 0.48
(CHELBI H., 2008)
I.3 FILTRE
La tension redressée doit être lissée pour avoir une tension constante. Il s’agit donc
d’éliminer / réduire au maximum l’ondulation. Cette opération peut être réalisée avec un
filtrage par condensateur.
14
I.3.1 Redresseur avec condensateur de filtrage : lissage de tension
Pour éviter que la tension sinusoïdale redressée descende vers 0 V, On peut stocker des
charges électriques en provenance du redresseur dans un condensateur C pendant une fraction
Δt de la période (les diodes sont alors conductrices). Elles seront ensuite restituées à la charge
R pendant le temps restant où les diodes sont bloquées.
Lorsque la tension sinusoïdale est supérieure à la tension de la capacité (pendant Δt),
celle-ci se charge rapidement à travers les diodes. Sa décharge ne peut se faire qu’à travers la
résistance de charge R puisque les diodes bloquent le courant vers la source de tension v(t).
Si l’on veut obtenir aux bornes du condensateur C, et donc aux bornes de la charge R, une
tension uC(t) qui varie peu, il est nécessaire de décharger lentement le condensateur à travers
R. C’est la raison pour laquelle la valeur de la capacité est généralement élevée de manière à
ce que la constante de temps CR soit sensiblement plus grande que la période du réseau T0 =
2T.
On obtient ainsi une tension uC(t) composée d’une tension continue UC,DC à laquelle se
superpose une tension variable uC,ac(t). Du point de vue de la charge, tout se passe comme si
elle avait affaire à un générateur de tension continue avec une ondulation résiduelle. (Freddy,
2008)
La tension filtrée
Le calcul de la tension résiduelle est simple si l’on connaît le temps Δt pendant lequel le
pont redresseur conduit et charge la capacité. Malheureusement, il est difficile d’évaluer ce
temps de conduction. On doit donc se contenter d’en prendre une estimation raisonnable
basée sur l’expérience :
Δt≃ 0.2T = 0.1T0
Montage
Figure 17 : Redresseur avec condensateur de filtrage (FREDDY, 2008)
15
Oscillogramme
La figure (18) ci-dessous donne l’allure de la tension filtrée UC(t)
Figure 18 : Allure de la tension filtrée UC(t)
Comme Δt = t2 - t1 représente la durée de la charge du condensateur, le temps pendant
lequel ce dernier se décharge vaut :
tdech = T – Δt≃ 0.8T = 0.4T0
La loi de la décharge d’un condensateur donne :
Uc(t) = U0
(FREDDY, 2008)
avec
U0 = UC,max et τ = C R
On peut calculer la tension minimum qu’atteindra la capacité après le temps de décharge
tdech = 0.4T0 :
UC,min = UC,max
(Freddy, 2008)
La variation de tension sur le condensateur vaut donc
Δ UC = UC,max-UC,min = UC,max (1 -
Ceci nous permet de calculer l’amplitude de l’ondulation
Uac =
=
(Freddy, 2008)
Ainsi la tension moyenne appliquée à la charge
Udc =
= UC,max–Uac (Freddy, 2008)
16
Application numérique
En choisissant, par exemple : CR ≃ 3T0. On aura
Δ UC = UC,max (1 -
≃ 0.12 UC,max
Uac =
≃ 0.06 UC,max d’où Udc≃ 0.94 UC,max
L’ondulation relative vaudra donc
=
≃ 6% (Freddy, 2008)
Avantage
On constate que la présence d’un condensateur diminue l’ondulation Δu de la tension
redressée.
Δu = Umax - Umin
La valeur moyenne umoy est augmentée. Elle se rapproche de la tension maximum Umax.
Inconvénients
L’apparition de pointes de courant fait que le transformateur et les diodes fonctionnent
dans de mauvaises conditions.
Pour cette raison, ce mode de fonctionnement n’est utilisé qu’avec des montages fournissant
des courants faibles.
Remarque : si la capacité du condensateur est suffisante (RC˃˃˃ T), l’ondulation Δu devient
négligeable et umoy= umax (ΔUcmax = 0).
I.3.2 Débit sur charge inductive : lissage du courant
Montage
Figure 19 : Lisseur de courant
17
Oscillogramme
Figure 20 : Lissage d’un courant (CLAUDE D., 1999)
Avantage
L’ondulation du courant est diminuée. Le courant ne passe plus par zéro.
C’est le régime de conduction ininterrompue.
Le lissage du courant par une inductance est utilisé pour forts débits en électronique de
puissance.
Loi des mailles : u = uL + uC
On passe aux valeurs moyennes : u = uL + uC avec uL = 0 toujours
Finalement : u = uC = Ri et donc i =
=
Remarque : si l’inductance est assez grande, on peut considérer le lissage comme parfait : le
courant i est constant.
I.4 REGULATEUR
Une alimentation comprenant seulement des diodes de redressement et un filtre est
insuffisante pour fournir une tension continue constante. Il faut ajouter un circuit régulateur
de tension entre le filtre et les circuits d’utilisation.
18
Un régulateur de tension est un élément qui permet de stabiliser une tension à une valeur
fixe, et qui est nécessaire pour les montages électroniques qui ont besoin d’une tension qui ne
fluctue pas. Un régulateur de tension peut être composé d’un ensemble de composants
classiques (résistances, diode Zener et transistor par exemple), mais il peut aussi être de type
« intégré ».
I.4.1 Régulateur par diode Zener
Caractéristique d’une diode Zener
La figure ci-dessous montre la caractéristique d’une diode Zener.
Figure 21 : Caractéristique d’une diode Zener (PETER C., 2004)
Entre EF, la variation de la tension est presque nulle. Donc, on peut utiliser la diode Zener
dans la régulation de tension.
Stabilisation par diode Zener
Le schéma de principe est le suivant.
Figure 22 : Montage stabilisateur de tension par Diode Zener (LENTENNEUR P., 2003)
La valeur de R doit être choisie de sorte qu’elle obéisse à la relation suivante :
R ≤
(LENTENNEUR., 2003)
19
Régulation par circuit intégré
Dans ces types de régulateur, le transistor, l’amplificateur d’erreur, le pont diviseur ainsi
que la diode Zener sont intégrés dans un seul boitier (Figure 23). Certains circuits intégrés
intègrent les circuits de protection contre les surintensités, les surtensions et l’échauffement.
Figure 23 : Régulateur circuit intégré (LENTENNEUR P., 2003)
La figure ci-dessus représente aussi le fonctionnement d’un régulateur circuit intégré. Si la
tension VS diminue alors Vretour diminue donc e augmente et VS augmente. Et réciproquement
si la tension VS augmente alors Vretour augmente donc e diminue et VS diminue.
(LENTENNEUR P., 2003)
Il existe énormément de circuits intégrés pour réguler des tensions positives et négatives.
Les plus connus sont certainement les régulateurs à 3 broches des familles (les régulateurs de
tension fixe) 78XX et 79XX.
78 signifie qu’il s’agit d’un régulateur positif
79 signifie qu’il s’agit d’un régulateur négatif
XX = tension de sortie fixe (valeur entière sur deux chiffres, par exemple « 0.5 » pour
5V)
Valeurs courantes : 5V, 6V, 9V, 10V, 12V, 15V, 18V, 24V
20
Figure 24: Schémas des régulateurs fixes positif et négatif
a) Montage de base pour régulateur de tension à circuits intégrés
Figure 25 : Schéma de montage pour régulateur de tension à circuit intégré 78XX
C1 est nécessaire si le régulateur est placé à 10 cm du condensateur de filtrage et C2
améliore le temps de réponse du régulateur.
La tension VE est en fonction de VS et de Vdrop (tension différentielle d’entrée). Cette
dernière est donnée par le constructeur, en générale sa valeur minimum est de 2V. La tension
d’entrée minimale s’obtient ainsi :
VEmin = VS + Vdrop≃ VS + 2
La puissance dissipée par le régulateur est :
Preg = (UCmoy - VS )ISmax
b) Augmentation de la tension de sortie
Le montage précédent peut subir des modifications pour augmenter la tension de sortie
(Figure 24)
21
Figure 26 : Augmentation de la tension de sortie (LETENNEUR P., 2013)
VS = VSR + 3 VD
VSR est la tension de sortie du régulateur
II. BARRIÈRE INFRAROUGE
Une barrière infrarouge est constituée d’un émetteur permettant d’obtenir un faisceau
infrarouge et d’un récepteur permettant de contrôler la présence ou l’absence de ce faisceau.
Lorsqu’il est interrompu, le récepteur envoie un signal à un système (éclairage automatique,
système d’alarme, démarrage automatique de voiture, ouverture automatique de porte…).
Ces barrages photoélectriques sont utilisés de préférence pour la protection de biens, donc
dans des installations d’alarme. C’est pourquoi on utilise la lumière infrarouge, car elle est
invisible à l’œil humain. De plus, il est préférable que le système soit insensible à la lumière
visible.
II.1 PARTIE EMETTEUR DE LA BARRIERE INFRAROUGE
Nous allons dans un premier temps étudier l’émetteur. L’émetteur est composé d’un
oscillateur, d’un porte logique inverseur et d’une diode émettrice. Dans la suite nous allons
détailler les différents calculs pour obtenir les bonnes caractéristiques de l’émetteur.
Le but de cette partie est de réaliser l’émetteur de la barrière infrarouge. Certaines
contraintes sont imposées, tel que le fait d’utiliser une diode émettrice BP104, à une
fréquence de 4Khz, et de rapport cyclique ⁄ . (LEQUEU M., 2012)
Pour cela, nous avons choisi d’utiliser le « NE555 » comme générateur de fréquence.
22
II.1.1 Schéma global de l’émetteur
Figure 27 : Partie émission de la barrière infrarouge (RANDRIANARIVO Z., 2013)
II.1.2 Étude de l’émetteur
Présentation du NE55
Figure 28 : NE555 (GLIKHSON M., 2012)
On peut voir à partir du schéma bloc les différents composants du NE555, soit :
2 comparateurs
3 résistances configurées en diviseur de tension. Les deux tensions respectivement de
1/3 et de 2/3 de VCC servent de références aux comparateurs.
1 bascule SET6RESET contrôlée par les comparateurs
23
1 inverseur
1 transistor pour décharger le condensateur de temporisation
L’opération du 555 suit la logique de fonctionnement du schéma bloc présenté et peut
prendre 4 états différents.
Le signal RESET est à un niveau bas: la bascule est remise à zéro et le transistor de
décharge s’active et la sortie reste impérativement à un niveau bas. Aucune autre
opération n’est possible.
Le signal TRIG est inférieur à 1/3 de VCC : la bascule est activée (SET) et la sortie à
un niveau haut, le transistor de décharge est désactivé.
Le signal THRES est supérieur à 2/3 de VCC : la bascule est remise à zéro (RESET)
et la sortie est à un niveau bas, le transistor de décharge s’active.
Les signaux THRES et TRIG sont respectivement inférieurs à 2/3 de VCC et de
supérieurs à 1/3 de VCC : la bascule conserve son état précédent de même que pour la
sortie et le transistor de décharge. Ces états sont résumes dans le tableau suit :
RESET TRIG THRES OUT DICH
0 X X 0 Actif
1 <1/3 VCC X 1 Inactif
1 ˃1/3 VCC ˃2/3 VCC 0 Actif
1 ˃1/3 VCC <2/3 VCC Valeur précédente
Ici notre montage doit fonctionner en astable, c’est-à-dire tel une horloge. La
configuration astable permet d’utiliser le NE555 comme oscillateur. Deux résistances et un
condensateur permettent de modifier la fréquence d’oscillation ainsi que le rapport cyclique.
L’arrangement des composants est tel que présenté par le schéma ci-dessous. Dans cette
24
configuration, la bascule est réinitialisée automatiquement à chaque cycle générant un train
d’impulsion perpétuelle comme ci-dessous. (LEQUEU M., 2012)
Si le condensateur se charge jusqu’à 2/3 de VCC et se décharge à 1/3 de VCC, une
oscillation complète est effectuée. Lors de la charge, les résistances Ra et Rb sont en série
avec le condensateur, mais la décharge s’effectue à travers de Rb seulement. C’est de cette
façon que le rapport cyclique peut être modifié.
Étude du montage
a) Présentation générale
Nous avons fixé le courant dans notre diode à 200mA, afin de fournir un tel courant nous
avons choisi d’utiliser un transistor NPN. On peut utiliser des BC557.
Afin de déterminer R3, nous utilisons la relation suivante : R3= (VCC - Vf – vcetsat)/I =
53Ω
Ce courant amène une certaine puissance à dissiper, notamment dans la résistance R3,
puisque P= U*I*Duty = 10*0.2*1/4 = 1/2w
On ne peut donc pas mettre n’importe quoi, et les résistances classiques 1/4w risqueraient
de cramer.
Le NE555 ne permet pas de générer de signaux dont le rapport cyclique est de 1/4.
Deux solutions s’offraient donc à nous :
Modifier le circuit RC avec des diodes, afin de change le circuit de charge et de
décharge
Utiliser un circuit logique inverseur
C’est la seconde solution que nous avons retenu pour plus de simplicité. Nous devons donc
générer un signal de rapport cyclique 4/3 en sortie du NE555 et de fréquence 4KHz.
f=
α = 1 -
(VINCENT C., 2012)
b) Étude du rapport cyclique et de la fréquence
Pour générer une impulsion à une fréquence choisie de 4kHz et avec un rapport cyclique
de 1/4, on utilise une NE55 en fonctionnement astable.
25
Le NE555 configuré en astable, permet de créer un oscillateur. A l’aide de deux résistances et d’un
condensateur, on peut fixer la fréquence d’oscillation et le rapport cyclique.
On peut voir sur le schéma ci-dessus la position des composants. Dans cette configuration, la
bascule est réinitialisée automatiquement à chaque cycle générant un terrain d’impulsion perpétuelle.
La fréquence d’oscillations f ainsi que le rapport cyclique α vérifient les relations suivantes :
f =
(AMIMAR M. A., 2012)
α =
α =
=
relation entre Ra et Rb en fonction du cyclique :
4Rb = Ra + 2Rb
Ra = 2 Rb
relation entre Ra, Rb et C avec une fréquence f de 4kHz
f =
f = 4kHz =
4000 =
(Ra +2 Rb)C =
= 3.6 *10
-4
(Ra +2 Rb)C = 3.6 *10-4
26
c) Calcul de résistance R3
En sortie de la porte logique 4011, on a 0V ou 12V.
La tension entre la base et l’émetteur est de 0.7V.
Il suffit pour déterminer R3 de connaitre le gain du transistor (celui qu’on utilisera est le
BC557), et de faire en sorte que le gain multiplié par le courant de base du transistor soit
supérieur au courant pouvant être fourni par le transistor.
Mathématiquement parlant, on peut dire qu’il faut que Gain min * Г ˃ It où :
Г : courant de base du transistor
Gain min : gain minimum
It : courant fourni par le transistor
Le gain du BC557-B variant entre 200 et 450 d’après la datasheet, nous avons :
200 * Г ˃ 0.2
I’˃ 0.2/200
R3< 11.3kΩ
Nous avons donc pris R3 = 10kΩ afin de satisfaire la condition de saturation.
d) Calcul de la résistance R4
On a 12V en tension d’alimentation. La tension de la diode est de 1.2V et la tension entre
l’émetteur et le connecteur du transistor est de 0.2V.
27
I= 200mA
R4=
=
= 53Ω
e) Puissance moyenne dissipée par la diode
La puissance moyenne dissipée P :
Avec Vf = 1.30V, If = 200mA et le rapport cyclique à ¼
P = Vf ×If×duty
P = 1.30×0.1×1/4
P = 0.063 W
On est donc dans une utilisation conforme de ce composant.
II.2 PARTIE RECEPTEUR DE LA BARRIERE INFRAROUGE
Le but de cette partie est de réaliser le récepteur de la barrière infrarouge. Nous allons
commencer par mener divers calculs afin d’obtenir les valeurs des divers composants que
nous allons utiliser.
Tout d’abord, le chemin suivi est le suivant :
une diode réceptrice
un pré-amplificateur
un filtre passe bande
une pompe à diode
et enfin une LED pour visualiser le fonctionnement
Nous utilisons l’amplificateur TL084 ainsi que la photodiode réceptrice type BP104.
L’idée est en fait de récupérer un faible signal alternatif via la photodiode, d’amplifier ce
signal tout en filtrant les éventuels bruits et parasites ne correspondant pas à la fondamentale
de notre signal.
Pour cela, nous devons utiliser des filtres actifs
28
II.2.1 Schémas global du récepteur
Figure 29 : Partie récepteur de la valeur infrarouge (RANDRIANARIVO Z., 2013)
II.2.2 Diode réceptrice
Nous utilisons une photodiode réceptrice BP104. Examinons les grandeurs physiques de
cette diode.
Surface active : 1.84 mm2
Sensibilité spectrale : 800 à 1100 nm
Longueur d’onde qu’elle peut capter : 950 nm
Courant d’obscurité : 2 nA
Pour une distance de 4m, on peut calculer le courant produit par la diode réceptrice :
Id = SλIe (
) = 75 nA (CHARLE M. G., 2014)
Il faut donc amplifier ce courant, pour cela, nous utiliserons un montage amplificateur
courant/tension à base d’AOP.
Le courant dans notre diode émettrice est de 200mA. Par chance, la courbe est linéaire
(d’après la datasheet).
29
II.2.3 Pré-amplificateur
Figure 30 : Pré-amplificateur (VINCENT C. 2014)
-Is =
d’où Vs = - R1. Is– 6
On choisit R1= 1MΩ afin d’avoir un gain suffisamment grand
- R1. Is = - 75 mV
On va augmenter cette tension afin d’avoir la possibilité d’augmenter la distance entre
l’émetteur et le récepteur. On va essayer d’avoir un gain de 500 pour la filtre passe bande,
puisque 500×75mV= 37.5V, ce qui est supérieur à la tension d’alimentation, et permettra
donc de saturer l’AOP en ayant +VCC.
II.2.4 Filtre passe bas
Les amplificateurs sont normalement alimentés en +12V, -12V or ici ce n’est pas
possible.
On ne peut les alimenter qu’en 0V, +12V c’est pour cela que l’on place un potentiel -6V,
+6V.
Figure 31 : Filtre passe bas (RANDRIANARIVO Z., 2013)
30
Vin = R5 * I1
Vout = - R6 * I3 I3=
Vout=
* I2 I2 = -Vout * j * C2 * ω
I1= I2 + I3 et e = 0
D’où Vin = R5 * I1 = R5 * (I2 + I3) = R5 * (-Vout * j * C2 * ω
)
Vin =Vout *(- j * C2*R5*ω
)
T(jω)=
=
=
T(jω)=
G(dB) = 20*log (
-10*log(1+(R6* C2 * ω)
2)
G0(dB) = 20*log (
ω0 =
et f0 =
=
Le diagramme asymptotique de Bode du filtre passe bas peut se représenter ainsi avec ω0
la pulsation de coupure qui vaut 2πfc, et G0 le gain du filtre :
On a dit que nous voulons un gain de 500 après le filtre passe bande.
On prend alors -100 pour la bande bas et -5 pour le passe haut.
= 100
31
On choisit alors : R3 = 470Ω et R2 = 4.7Ω
En simulation, il nous faut C = 100 nF pour le filtre passe bas et fc = 3300kH
Nous avons choisi cette valeur de 3.3kH, car on peut la réaliser avec des résistances dans les
tiroirs de l’IUT.
II.2.5 Filtre passe haut
Figure 32 : Filtre passe haut (RANDRIANARIVO Z., 2013)
Vout = R4 * I2
Vout=(R3
)* I1
I1= I2 et e = 0
T(jω) =
=
=
G(dB) = 20*log ( -10*log(1+(R3* C2 * ω)2)
G0(dB) = 20*log (
ω0 =
et f0 =
ω0 =
et f0 =
32
=
Le diagramme asymptotique de Bode du filtre passe haut peut se représenter ainsi avec ω1
la pulsation de coupure qui vaut 2πfc, et G0la gain du filtre :
On a besoin d’un gain de -5 donc on choisit : R6 = 1.8kΩ et R5 = 330Ω
En simulation, il nous faut C = 100nF pour obtenir le filtre passe haut et f1 = 4500Hz
Nous avons choisi cette valeur de 4500Hz car on peut réaliser avec des résistances du tiroir
de l’ITU.
De plus, elle est suffisamment éloignée de notre fondamentale (4kHz) afin de ne pas
provoquer d’atténuation de noter signal « utile ».
En mettant en cascade les 2 filtres, nous obtenons la réponse en fréquence suivante :
Figure 33 : Signal à la sortie du filtre passe bande
33
Notez au passage le magnifique agrandissement, et le passe bande d’une qualité qu’on
qualifiera de parfaite, avec un choix de composant judicieux, car nous n’atténuons pas notre
signal utile de 4kHz.
II.2.6 Pompe à diodes
Figure 34 : Pompe à diode (AMIMAR A., 2014)
Étude de la pompe à diode :
Lorsque Ve existe, D2 est passante donc on a le schéma suivant :
Et Vs= (
). Ve quand les diodes sont passants.
Ve éteint, C1 se décharge donc Vs diminue.
Puis Ve existe et Vs= (
). Vs
Au final, il faut que C1 et C2 se déchargent suffisamment lentement pour que Vs soit
considéré comme continue mais suffisamment rapidement pour que Vs soit nulle lorsque Vs
est arrêté depuis quelques ms.
Nous en avons déduit les valeurs de C1, C2 et R1 avec la simulation et le graphe ci-dessous :
C1 = 1μF C2 = 1μF R1 = 10kΩ
34
Notez que nous avons normalement une tension de 7.5V quasiment continue en sortie de
la pompe à diodes d’après le chronogramme. La simulation est en général très utile pour nous
éviter de nombreux calculs. Or nous verrons par la suite que cette simulation s’est avérée
foireuse.
II.2.7 Comparateur
Schéma :
Figure 35 : Comparateur (LEQUEU M., 2012)
35
Étude :
Avant tout, il faut se rappeler que notre comparateur est câblé avec du -6V, +6V virtuels,
ce qui signifie que notre point de référence n’est pas la masse mais le -6V.
On veut qu’à partir d’une certaine tension de Ve on allume la diode, pour cela on règle le
point de référence du comparateur avec R8 et R9. (GLIKHSON M., 2012)
La sortie du LM393 ou TL084 (utilisé dans la carte finale) est technologiquement capable
de fournir un courant suffisant à la diode qui est placée après
Le fonctionnement d’un comparateur est simple, car la sortie soit –Vcc soit 0V.
Lorsque V+ ˃ V- alors Vs = +Vcc
Lorsque V+ < V- alors Vs = 0V
36
DEUXIEME PARTIE : ELABORATION
Cette partie est consacrée à la présentation de l’élaboration de notre alimentation
stabilisée et barrière infrarouge. Nous commençons par l’élaboration de l’alimentation
stabilisée.
I. ELABORATION DE L’ALIMENTATION STABILISEE
On veut réaliser une alimentation stabilisée d’entrée 220V alternative et de sortie 9V
continue posée sur un support. Le support est plutôt simple pour qu’on distingue facilement
les éléments constitutifs de notre alimentation. Le générateur stabilisé est constitué d’un
transformateur, d’un redresseur, d’un filtre et d’un régulateur.
I.1 SUPPORT DE L’ALIMENTAION STABILISEE
Matériels nécessaires :
Un contre-plaqué de 10cm2
Une planche de 10 ˟ 4cm2
De la colle à bois
6 clous à pointe le plus petite
Outils utilisés :
Scie à métaux
Marteau
Rabot
Règle
Équerre
Élaboration :
Raboter la planche, puis scier pour avoir la mesure ci-dessus. Il nous faut deux modèles
comme indique cette figure :
Ensuite, prenons le contre-plaqué, collons et clouons le au-dessus des deux modèles
comme ci-dessus.
37
I.2 ASSEMBLAGE DES COMPOSANTS ELECTRONIQUES DE
L’ALIMENTATION SUR UNE PLAQUE ELECTRIQUE
I.2.1 Transformateur
Le transformateur possède une entré 220V et une sortie de 12V alternative non redressée.
Matériel utilisé :
Un transformateur monophasé (acheté aux brocanteurs)
Élaboration:
Retirer les deux extrémités de fil de l’enroulement primaire et refait la même chose avec
l’enroulement secondaire.
Puis, chercher les différents points et tester la sortie (les fils de l’enroulement secondaire)
à l’aide d’un multimètre.
Et fixer le transformateur sur le support à l’aide d’une colle très résistante.
I.2.2 Redresseur et filtre
Le redresseur avec filtre comporte un pont à diode et un condensateur monté en parallèle
aux bornes continues du pont.
Matériel utilisé :
Une laque électrique (pour l’alimentation entière)
Un pont à diode
Un condensateur
Élaboration :
Déposer et souder les sur la plaquette électrique selon le montage de la figure (17) :
Redresseur avec condensateur de filtrage.
I.2.3 Régulateur et filtre
Le régulateur avec filtre comporte un régulateur sous forme de circuit intégré et un
condensateur monté en parallèle à la sortie du régulateur.
38
Matériel utilisé :
Un régulateur sous forme de circuit intégré : 7809
Un condensateur
Élaboration :
Déposer et souder les sur la plaquette électrique selon le montage de la figure (37) ci-
dessous.
Voici les figures qui montrent et expliquent l’évolution du montage :
Figure 37 : Schéma de montage de l’alimentation
Figure 38 : Alimentation stabilisée
II. ELABORATION DE LA BARRIERE INFRAROUGE
La barrière infrarouge comporte deux parties distinctes : la partie émettrice et la partie
réceptrice. Donc, il nous faut deux plaques électriques et aussi deux supports pour réaliser
cette barrière. Les supports sont identiques au support de l’alimentation stabilisée. (Voir
figure 36)
II.1 LA PARTIE EMETTRICE
Cette partie émet le rayon infrarouge depuis sa diode émettrice.
39
Matériels utilisés :
Plaque électrique (1)
Circuit intégré : NE555 (1)
Condensateurs : 10nF (2), 100μF (1)
Résistances : 330Ω (1), 1K (1), 2.7K (1), 470Ω (1)
Potentiomètre : 10K (1)
LED (1)
Diode : 1N4148 (1)
Diode infrarouge émetteur (1)
Élaboration de la partie émission :
Déposer et souder les sur la plaquette électrique selon le montage de la figure (39) ci-
dessous. Voici quelques figures :
Figure 39 : Schémas de montage de l’émetteur
Figure 40 : Émetteur infrarouge
40
II.2 LA PARTIE RECEPTRICE
La partie réceptrice reçoit le faisceau infrarouge envoyé par la partie émettrice à l’aide
d’une diode réceptrice.
Matériels utilisés :
Circuit intégré : LM741 (1)
Relais 12V (1)
Condensateurs : 47nF (2), 4.7μF (1), 2.2μF (1), 100μF (1)
Résistances : 330Ω (2), 100K (2), 10K (1), 270K (2), 270Ω (1), 47K (2)
Diodes 1N4148 (4)
LED (2)
Diode infrarouge récepteur (1)
Transistor : BD 135 (1)
Élaboration de la partie réceptrice :
Déposons et soudons-les sur la plaquette électrique selon le montage de la figure (41) ci-
dessous.
Pour montrer la réalisation de cette partie, voici quelques figures :
Figure 41 : Schéma de montage du récepteur
Figure 42 : Partie récepteur de la barrière infrarouge
41
Et enfin, quand la déposition sur plaquette électronique de l’alimentation stabilisée et des
deux parties de la barrière infrarouge sont achevés; il suffit de coller chaque plaquette au-
dessus d’un support.
Figure 43 : Alimentation stabilisée avec support
Figure 42 : Émetteur de la barrière infrarouge avec support
Figure 44 : Partie émetteur da la barrière infrarouge avec support
42
Figure 43 : Récepteur infrarouge avec support
Figure 45 : Partie récepteur de la barrière infrarouge avec support
43
III. COUT TOTAL DE L’ELABORATION
Outils, appareils et
composantes
électroniques
Références
Prix de l’unité
(en Ariary)
Nombre
Coût total
(en Ariary)
Transformateur 220V – 12V 8000 1 8000
Condensateurs 0.33μF 100 1 100
0.1μF 100 1 100
10nF 100 2 200
100μF 100 2 200
47nF 100 2 200
4.7μF 100 2 200
2.2μF 100 1 100
Résistances 330Ω 100 3 300
1K 100 1 100
217K 100 1 100
410Ω 100 1 100
100K 100 2 200
10K 100 1 100
270Ω 100 1 100
270K 100 2 200
47K 100 2 200
Diodes 1N4148 200 5 1000
Diode infrarouge
émetteur
2000 1 2000
Diode infrarouge
récepteur
2000 1 2000
LED 150 3 450
Pota 10K 500 1 500
Relais 12V 2000 1 2000
Circuit intégré NE555 1000 1 1000
LM741 500 1 500
Transistor BD139 300 1 300
Pont à diode 1500 1 1500
Régulateur LM7809 500 1 500
Plaquettes électriques 4000 3 1200
Multimètre 12000 1 12000
Fer à souder 3000 1 3000
Scie à métaux 5000 1 5000
Colle 2000 2000
Clous 1000 1000
Contre-plaqué +éteint
+ peinture
4000 + 2000 + 5000 11000
TOTAL=57450 Ar
44
TROISIEME PARTIE : EXPLOITATION PEDAGOGIQUE
Les appareils électriques que nous avons élaborés supra peuvent servir de matériels
didactiques et peuvent être utilisés en cours de Physique ou au laboratoire de Physique.
Ces types de matériel sont souvent très utiles au collège et au lycée. Dans ce qui suit, nous
présentons des séquences d’enseignement/apprentissage sur quelques composantes de
l’alimentation stabilisée et sur la barrière infrarouge.
Pour être plus claire, on va cibler des classes et donner des exemples de travaux pratiques.
Ces types de matériels sont souvent très utiles au laboratoire ou en cours. Ils sont très utiles
dans le sens propre, mais aussi très utiles dans le but de présenter les différents composants
électroniques aux élèves. On oriente leur conscience dans le fait : à partir des composants
qu’ils ont déjà vus, on peut fabriquer des appareils employables dans la vie courante. Alors,
dans cette dernière partie, on s’intéresse à l’intérêt et à l’atout de l’utilisation de ces matériels
didactiques dans l’enseignement.
I. EXPLOITATION PEDAGOGIQUE DE L’ALIMANTATION
STABILISEE
La classe cible est la suivante: classe de SECONDE
Classe de SECONDE
Travaux pratiques : REDRESSEMENT DOUBLE ALTERNANCE
Objectifs généraux : L’élève doit être capable d’appliquer la caractéristique d’une
diode à jonction dans un redressement double alternance.
Objectifs spécifiques : L’élève doit être capable de (d’) :
donner le symbole d’une diode.
décrire une expérience illustrant le principe du redressement double alternance.
définir un redressement double alternance.
appliquer la loi de maille en redressement.
décrire une expérience pour déterminer le sens passant ou bloquant d’une diode.
Durée totale : 1h50min
45
timing Contenue
Stratégies
35min
Rappel
1) Symbole d’une diode :
Le symbole d’une diode est :
2) Diode dans un circuit fermé :
Une diode et une lampe sont placées en série
dans un circuit fermé.
Montage1
La lampe s’allume quand le courant va dans le
sens
A K : on dit que la diode est passante
Montage2
La lampe ne s’allume pas quand le courant va
dans le sens
K A : on dit que la diode est bloquante
Ce qu’il faut retenir :
Dans un circuit fermé, une diode ne laisse
passer le courant que dans un seul sens appelé
sens passant de la diode; l’autre sens est appelé
sens bloquant. Il en est de même pour une DEL.
Contrôle des prérequis
- Contrôler dans un premier temps les prérequis
qui sont ici le sens passant et le sens bloquant
d’une diode. (enseignant et élèves)
Pour ce faire, poser une série de questions aux
élèves puis on leur présente un résumé (ou
rappel) de ce qu’il faut retenir avec un schéma
explicatif. (enseignant)
Question 1 : Dans un circuit fermé, une diode
ne laisse pas passer le courant que dans un seul
sens. Comment appelle-t-on ce sens?
Dessiner le schéma au tableau (enseignant)
Réponse 1 : sens passant de la diode
Q2 : Comment appelle-t-on le contraire au
sens passant?
R2 : sens bloquant de la diode
Q3 : Que veut-dire « DEL »
R3 : « DEL » signifie : Diode
électroluminescente.
Q4 : Est-ce que le comportement d’une DEL et
d’une diode est le même ?
R4 : Elles ont le même comportement
Dessiner le schéma au tableau. (enseignant)
46
25min
3) Tension alternative :
Figure
1 Figure 2
Figure 3
Ces trois oscillogrammes ont été obtenus à la
sortie de trois sources de tensions différentes.
La tension représentée par la figure 1 est
alternative car elle oscille de façon alternative.
Ce qu’il faut retenir :
La valeur d’une tension alternative varie
périodiquement de +V à -V.
On identifie deux alternances :
alternance positive
alternance négative
L’intervalle de temps pendant la variation –
V à +V ou +V à –V est toujours la même. Et
la durée d’une boucle (-V à –V ou +V à +V)
s’appelle PERIODE T.
- Après, contrôler aussi les prérequis sur le
comportement d’une tension alternative.
(enseignant)
Q5 : Laquelle de ces 3 figures représente une
tension alternative ? Pourquoi?
R5 : La Figure 1 car elle montre l’alternance
d’une tension alternative.
Dessiner le schéma au tableau. (enseignant)
Écrire au tableau la correction et tout ce qu’il
faut retenir. (enseignant)
47
50min
Expérience :
Matériels utilisés :
Un oscilloscope
Notre alimentation stabilisée
Fils de connections
Manipulations :
Réaliser les circuits selon les figures ci-
dessous :
Figure A : On branche l’oscilloscope
aux bornes de sortie du transformateur
Distribuer les fiches d’expérience. (enseignant)
Expliquer le fonctionnement de tous les
appareils utilisés. (enseignant)
Effectuer l’expérience ensemble. (enseignant
et élèves)
48
Figure B : On branche l’oscilloscope à la
sortie du redresseur.
Observations :
Figure A :
L’oscillogramme montre une oscillation
alternative.
Figure B :
L’oscillogramme affiche une allure sans
alternance négative.
Conclusion :
Le pont à diode élimine l’alternance négative.
C’est cette action qu’on appelle redressement.
Ici, il s’agit d’un redressement double alternance car
on utilise 4 diodes à jonction.
Fonctionnement d’un redressement double
alternance :
- Alternance positive :
D1 et D4 sont passantes VD1=0 et VD4=0
(interrupteurs fermés).
La loi de mailles :
Demander aux élèves de
décrire ce qu’ils observent.
(enseignant)
Introduire brièvement la loi des
mailles. (enseignant)
Écrire au tableau tous les
schémas et raisonnement dans le
phénomène de redressement.
(enseignant)
49
- Alternance négative :
D2 et D3 sont passantes VD2=0 et VD=0
(interrupteurs fermés).
La loi de mailles :
Donc, l’alternance négative est redressée
50
Classe de SECONDE
Travaux Pratiques : TRANSFORMATEUR
Objectifs généraux : L’élève doit être capable de décrire une expérience pour trouver
le rapport de transformation.
Objectifs spécifiques : L’élève doit être capable de (d’) :
décrire un transformateur.
donner le rôle d’un transformateur.
brancher un transformateur.
déterminer le rapport de transformation.
donner le rôle d’un transformateur.
Durée totale : 1h 00min
51
Timing Contenus Stratégies
20min
40min
Rappel
1) Rôle d’un transformateur :
Il a pour rôle d’élever ou abaisser la valeur d’une tension
efficace.
Ce qu’il faut retenir :
Un transformateur baisse/augmente la tension d’un
courant.
U1 ˃ U2 pour un transformateur abaisseur.
U1 < U2 pour un transformateur élévateur.
Notons N1 le nombre de spires dans l’enroulement
primaire et N2 le nombre de spires dans l’enroulement
secondaire.
Expérience :
Matériels utilisés :
Un transformateur dont N1 = 458 et N2 = 25
Un multimètre
Fils de connections
Manipulation :
- Brancher le transformateur à la source de tension
alternative 220V.
- Mesurer la tension U1 au niveau du primaire.
On trouve U1 = 220V
- Contrôler les prérequis par des
séries de questions. (enseignant
et élèves)
Q1 : Donner les éléments
constitutifs d’un transformateur
et leurs rôles respectifs.
R1 : Un transformateur est
constitué de deux enroulements
de fils indépendants : le primaire
et le secondaire. Le primaire
reçoit la tension à transformer
U1 et le secondaire fournit la
tension transformée U2.
Écrire au tableau le contenu de
ce qu’il faut retenir.
(enseignant)
Distribuer les fiches
d’expérience. (enseignant)
Puis, les élèves effectuent
l’expérience par groupe de 5.
Corriger les élèves à chaque
étape de la manipulation.
(enseignant)
52
- Puis, mesurer la tension U2 à la sortie du transformateur.
On trouve U2 = 12V
- Calculer le rapport :
= 18.3
- Calculer aussi le rapport :
= 18.3
- Comparer les valeurs de
et
On a
=
= 18.3
Conclusion :
On a U1 ˃ U2. Donc, le transformateur est un
transformateur abaisseur. Le rapport de tension et rapport
de nombre de spires du transformateur ont la même
valeur.
Ce qu’il faut retenir
Le rapport de transformation « m » est donné
par la relation suivante :
=
= m
Remarque :
Un transformateur ne fonctionne qu’avec une tension
alternative.
Écrire au tableau la correction
et tout ce qu’il faut retenir.
(enseignant)
53
II. EXPLOITATION PEDAGOGIQUE DE LA BARRIERE
INFRAROUGE
On s’intéresse à la classe de 3ème
et la classe de Terminale C. Pourquoi ? Car en classe de
3ème
, les élèves étudient l’analyse et la synthèse de la lumière. Dans ce chapitre, on parle des
deux radiations invisibles : l’infrarouge (IR) et l’ultraviolet (IV).
Comment va faire pour montrer aux élèves l’invisibilité de la radiation infrarouge ?
On propose d’insérer dans le cours qui concerne « l’analyse et la synthèse de la lumière »,
une application qui montre l’invisibilité de la radiation infrarouge. La barrière infrarouge
n’est pas traitée dans le programme scolaire de la classe de 3ème
, mais on peut la servir
comme matériels didactique dans la mise en évidence de l’invisibilité de la radiation
infrarouge.
L’intérêt dans la classe de Terminale C est de pouvoir susciter la vocation des élèves car,
on sait que c’est la dernière année au lycée.
Classe de 3ème
:
Travaux Pratiques Cours : BARRIERE INFRAROUGE
Objectifs généraux : L’élève doit être capable de décrire la composition de la lumière
blanche et d’illustrer expérimentalement l’utilisation de la barrière infrarouge comme
détecteur de mouvement.
Objectifs spécifiques : L’élève doit être capable de (d’) :
décrire la composition de la lumière blanche.
décrire le fonctionnement d’une barrière infrarouge.
énoncer le rôle d’une diode infrarouge.
reconnaître une barrière infrarouge.
Durée totale : 1h 10min
54
Timing
Contenus
Stratégies
20min
50min
1) Les autres radiations :
Il existe deux types de radiation :
radiations visibles : les 7 couleurs de la
lumière visible
radiations invisibles : l’IR et l’UV.
L’UV prolonge le spectre de la lumière
visible du côté du violet et l’IR
prolonge le spectre de la lumière visible
du côté du rouge.
Tout corps s’échauffe émet des radiations IR.
L’UV provoque des brûlures ou des cancers de
la peau.
2) Expérience :
Matériels utilisés :
Une alimentation stabilisée de sortie 9V
Une barrière infrarouge
Fils de connections
Manipulations :
- Réaliser le montage suivant : 220V
Dessiner le schéma de
décomposition de la lumière
blanche au tableau.
(enseignant)
Demander à un élève de
décrire ce schéma. (enseignant)
Écrire au tableau le contenu
de la leçon. (enseignant)
Présenter la barrière IR et
expliquer son
fonctionnement (enseignant):
Voici un appareil qu’on appelle
une barrière infrarouge. Il est
constitué d’un émetteur
infrarouge et de récepteur
infrarouge.
L’émetteur infrarouge émet un
faisceau infrarouge. La diode
infrarouge émettrice est la
source du faisceau. Si le
faisceau est coupé, une DEL
s’allume. Cet appareil ne
fonctionne qu’avec une source
stabilisée 9V.
55
- Passer la main entre l’émetteur et le récepteur
infrarouge
Réaliser ensuite une expérience
montrant que la barrière IR
peut servir de détecteur de
présence. (enseignant)
Il s’agit de couper le faisceau
IR entre l’émetteur IR et le
récepteur IR, de décrire ce
qu’on observe au niveau du
récepteur et d’en tirer une
conclusion.
Effectuer l’expérience sur la
table du professeur.
Demander un volontaire pour
faire l’expérience. (enseignant)
56
Observation :
La DEL s’allume si le faisceau est coupé par la main.
Conclusion :
L’allumage automatique de la DEL est provoqué par
la coupure du faisceau infrarouge. Donc, il existe un
faisceau IR entre les deux parties de la barrière
infrarouge, mais invisible à l’œil nu.
La DEL s’allume quand un obstacle passe entre
l’émetteur IR et le récepteur IR (écran, personne…).
Donc, la barrière IR peut servir de détecteur de
présence.
Citer des autres exemples qui
montrent l’usage de la barrière
infrarouge dans la vie
courante : ouverture
automatique de porte,
déclanchement automatique
d’une alarme… (enseignant)
57
Classe de Terminale C :
Il s’agit :
- d’enrichir la connaissance générale des élèves
- d’encourager les élèves à poursuivre des études dans le domaine de
l’électronique
- de susciter leur vocation dans ce domaine.
Objectifs : Les élèves doit être capable de (d’) :
reconnaître des composants électroniques dans une barrière
infrarouge
donner les rôles / caractéristiques de ces composants électroniques
reconnaître une barrière infrarouge
décrire le fonctionnement d’une barrière infrarouge
Durée totale : 1h 00min
58
Timing
Contenus
Stratégies
30min
30min
- Déterminer les noms des composants indiqués dans
la figure ci-dessous :
Émetteur de la barrière infrarouge
a : résistance
b : condensateur polarisé
c : potentiomètre
d : diode infrarouge émetteur
e : condensateur non polarisé
f : LED
g : circuit intégré
h : diode
- Donnons un rôle / caractéristique pour chaque
composant électrique :
a : une résistance protège un composant (exemple :
elle protège une LED)
b : un condensateur stocke des charges électriques
opposées sur ses armatures
Présenter de la barrière
IR (enseignant) :
Voici un appareil qu’on appelle
une barrière infrarouge, constitué
d’un émetteur infrarouge et de
récepteur infrarouge. L’émetteur
infrarouge émet un faisceau
infrarouge. La diode infrarouge
émettrice est la source du faisceau.
Si le faisceau est coupé, un LED
s’allume. Cet appareil ne
fonctionne qu’avec une source
stabilisée 9V.
Distribuer les figures après avoir
présenté l’appareil aux élèves.
(enseignant)
Puis, on évaluer ensemble les
réponses. (enseignant et élèves)
Enfin, corriger. (enseignant et
élèves)
59
c : un potentiomètre varie sa résistance en fonction
d’une valeur numérique qu’il reçoit
d : La diode infrarouge émettrice émet un faisceau
infrarouge
e : stabilise une alimentation électrique
f : une LED indique le sens passant d’une diode
g : un circuit intégré est un boitier qui peut remplacer
un circuit entier.
h : une diode ne laisse pas passer le courant que dans
un seul sens. Ce dipôle est utilisé en redressement.
Citer des exemples d’utilisation
de la barrière infrarouge dans la
vie courante : ouverture
automatique de porte,
déclanchement automatique d’une
alarme… (enseignant)
60
CONCLUSION
L’expérience tient une place importante dans la construction des connaissances et du
savoir-faire des élèves. Les travaux pratiques cours et les travaux pratiques traditionnels
servent à présenter et à étudier des phénomènes physiques et constituent aussi des moyens
pour retenir l’attention des élèves, d’éveiller chez eux l’intérêt pour la physique. Ils créent les
conditions qui les motivent à apprendre.
Cependant l’enseignement est incomplet sans la théorie. L’expérience et la théorie sont
deux piliers inséparables de l’enseignement/apprentissage de la physique.
On vérifie une théorie présentée en classe en faisant des expériences. L’expérience
développe chez l’élève son esprit d’observation, d’analyse et de synthèse, un savoir-faire
dans le domaine expérimental.
Une théorie amène à concevoir et élaborer des expériences pour l’infirmer ou la
confirmer et la consolider. Cette confrontation « théorie-expérience » est primordiale dans le
processus de l’enseignement/apprentissage de la physique.
Devant le manque de matériels de laboratoire dans la plupart de nos collèges et lycées,
une question fondamentale se pose : « Que faut-il faire pour faire bénéficier les élèves des
apports et activités expérimentales dans la construction de leur connaissances et de leur
savoir-faire? »
Nous pensons qu’il convient, dans la mesure du possible de concevoir et élaborer des
matériels didactiques. A travers ce mémoire, nous avons essayé de montrer, concernant la
partie électronique de programme de physique, qu’à partir des composants électroniques
simples et à prix abordables, on peut fabriquer des matériels didactiques. On peut trouver
chez le brocanteur des outils et composants à bas prix. Nous pensons qu’il faut valoriser les
produits locaux au lieu d’importer systématiquement des produits étrangers.
Nous avons pu, avec ces produits, élaborer une alimentation stabilisée et une barrière
infrarouge. Les différents composants de ces deux matériels ont fait l’objet d’étude des fiches
pédagogiques que nous avons proposées.
Notre préoccupation première a été de susciter la curiosité des élèves, leur intérêt pour la
physique, de provoquer leur participation active aux différents activités et de les amener à
conduire eux-mêmes leurs connaissances.
Ce travail est loin d’être parfait mais est néanmoins une modeste contribution à
l’amélioration de l’enseignement/apprentissage de la physique.
61
REFERENCES BIBLIOGRAPHIES :
(1) CHELBI, H. (2004). Électronique général. Institue Supérieure d’Etude de
Technologie, Nabeul.
(2) DURANDEAU, J. & BRAMAND, P. (1999). Sciences physiques 3ème
. Paris :
Hachette
(3) KOUAS, A. (2005). Circuit électrique. Département de Génie Électrique,
Montréal.
(4) LEQUEU, M. & GLEKHSON, M. (2012). Barrière infrarouge. Université
François-Rabelais, Tours.
(5) LETENNEUR, P. (2003). Alimentation électrique. STS, Grandville.
(6) PETER, C. (2004). Les diodes. Polytech’Nice Sophia, Nice.
(7) RANDRIANARIOVO, Z. (2013). Projet Barrière infrarouge. Licences
d’Ingénierie en Physique des Signaux et Systèmes, Antananarivo.
(8) RAVELOARISOA, Y. (1990). Conception, élaboration, exploitation des
alimentations stabilisée et travaux pratiques. Mémoire de fin d’étude en vue
d’obtention du diplôme CAPEN. École Normale Supérieure. Université
d’Antananarivo.
(9) VINCENT, C. & AMIMAR, M. (2014). Barrière infrarouge. Université François-
Rabelais, Tours.
62
REFERENCES WEBOGRAPHIES :
(10) Bortiaux, B. (2004). Régulateur circuit intégré. Tiré dans
www.polytech-little.fr/cours-atome-circuit-integre/bip/bip360.html consulté en
18 septembre 2016
(11) Masson, P. (2009). Le transistor. France : École Polytechnique Universitaire
de Nice Sophia Antipolis Parcours des école d’ingénieur polytech (Peip).
Tiré dans
http://users.polytech.unice.fr/~pmasson/Enseignement/Bipolaire%20cours%20-
%20Impression%20MASSON.pdf consulté le 23 septembre 2016
(12) Chevassu, C. (2003).Circuit intégré. Tiré dans
http://mach.elec.free.fr/divers/oscillateurs/oscillateur.pdf consulté le 17 septembre
2016
(13) Aouchiche, A. (2005). Récepteur infrarouge. Tiré dans
http : // www. selectronic.fr consulté le 01 octobre 2016
(14) Thibaut, B. (2004). Émetteur infrarouge. Tiré dans
http : // www.electronique.blogost.com consulté le 18 septembre 2016
(15) Abdelhakim, K. (2008). Diodes – Applications. Tiré dans
http : // www. electrome.fr consulté le 11 septembre 2016
(16) Dessoulavy, R. (2001). Traité d’électricité. Tiré dans
http : // www. electronique magasine.com consulté le 17 septembre 2016
(17) Etienne, J. (2002). Alimentation stabilisée. Tiré dans
http : // www. les-electroniciens.com consulté le 13 septembre 2016
(18) Correvon, M. (2007). Les régulateusr linéaires de tension. Tiré dans
http :// www. technologuepro.com consulté le 12 septembre 2016
(19) Deslercq, M. (2005). Circuit et systèmes électroniques, Partie I. Tiré dans
http : // www. electronique-magasine.com consulté le 17 septembre 2016
(20) Horowitz, P. (2004). The art of electronics. Tiré dans
http :// www. technologuepro.com consulté le 09 septembre 2016
Titre : Conception, élaboration et exploitation pédagogique de matériels
didactiques : barrière infrarouge et son alimentation stabilisée.
Mots clés : zone de déplétion, pont de Graetz, loi de Lenz, passe bas, passe haut,
diagramme de Bode, astable.
RESUME
Le présent travail est axé sur :
l’élaboration d’une barrière infrarouge et son alimentation stabilisée.
l’exploitation pédagogique des composants de ces matériels.
Il comporte trois parties :
la première partie expose des généralités concernant la barrière infrarouge et son
alimentation stabilisée. Elle décrit les différents constitutifs de :
- l’alimentation stabilisée
- la barrière infrarouge
l’élaboration d’une alimentation stabilisée et d’une barrière infrarouge fait l’objet
de la deuxième partie.
la dernière partie propose 4 fiches pédagogiques :
- la première fiche porte sur le redressement double alternance. Elle s’adresse
aux élèves des classes de secondes.
- la deuxième fiche traite le transformateur. Elle est destinée aux élèves des
classes de seconde.
- la troisième fiche aborde la barrière infrarouge. Il s’agit de proposer une
application qui montre l’invisibilité de la radiation infrarouge. Le public cible
ici est les élèves des classes de 3ème
.
- la quatrième fiche a pour objet d’enrichir la connaissance générale des élèves
des classes de terminales.
Directeur de mémoire : Dr RASOLONDRAMANITRA Henri
Nom et prénom : RANDRIANARIVO Ando
Adresse e-mail: [email protected]
Compte facebook : Miando Randrianarivo
Numéro de téléphone : 034 66 789 06
