Dipôles
Enseignement d’électronique de Première Année
IUT de l’Indre
Eric PERONNIN
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Dipôles usuels
Résistance
 Symbole - Unité
 Unité : l’Ohm (W)
 Relation courant / tension
 Loi d’Ohm :
...
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Dipôles usuels
Capacité
 Symbole - Unité
 Unité : le Farad (F)
 Relations
 impédance (régime harmonique)...
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Dipôles usuels
Inductance
 Symbole - Unité
 Unité : le Henry (H)
 Relations usuelles
 impédance (régime ...
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Dipôles réels
Introduction
 Les dipôles réels peuvent se comporter différemment de leurs
homologues parfait...
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Résistance réelle axiale
3 Technologies
 Carbone composite et film carbone
 Caractéristiques typiques
– fo...
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Résistance réelle axiale
3 Technologies (suite)
 Film métallique
 Caractéristiques typiques
– faible coeff...
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Résistance réelle axiale
3 Technologies (suite)
 Wirewound resistor (résistance à enroulement)
 Caractéris...
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Résistance réelle
Modèle équivalent
 L : inductance série parasite
 C : capacité parallèle parasite
 Eth1...
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Résistance réelle
Remarque :
 En dissipant de la puissance, la résistance élève sa température
(auto récha...
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Capacité réelle
Modèle équivalent d’une capacité réelle :
 LESR : inductance série.
 RESR : résistance sé...
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Capacité réelle
Résistance de fuite (RL)
 Provoque la décharge lente d’une capacité chargée (mauvais
pour ...
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Capacité réelle
Inductance série (LESL)
 Peut impliquer des comportements oscillatoires dans les
amplifica...
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Technologie des capacités
Titredu diagramme
C<10nF
Bonmarché
Bonnestabilité
Faible inductance
Peuvolumineux...
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Technologie des capacités
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Volumineux
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Première année GEII de l'IUT de l'Indre.
Dipôles usuels parfaits. Modèles réels.

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  1. 1. Dipôles Enseignement d’électronique de Première Année IUT de l’Indre Eric PERONNIN
  2. 2. www.geii.eu 2 Dipôles usuels Résistance  Symbole - Unité  Unité : l’Ohm (W)  Relation courant / tension  Loi d’Ohm :  Diagramme de Fresnel  U et I sont en phase 2 R U I IRU  U I
  3. 3. www.geii.eu 3 Dipôles usuels Capacité  Symbole - Unité  Unité : le Farad (F)  Relations  impédance (régime harmonique) :  en régime harmonique :  en régime transitoire (temporel) :  énergie stockée :  Diagramme de Fresnel  U est en retard de p/2 sur I 3 U CI I(t)C U(t) I Cj U     1     dt tdU CtI  2 2 1 UCEC    Cj ZC 1 U I
  4. 4. www.geii.eu 4 Dipôles usuels Inductance  Symbole - Unité  Unité : le Henry (H)  Relations usuelles  impédance (régime harmonique) :  en régime harmonique :  en régime transitoire (temporel) :  énergie stockée :  Diagramme de Fresnel  U est en avance de p/2 sur I 4 U U(t) I L LI(t) IjLU       dt tdI LtU  2 2 1 ILEL   LjZL U I
  5. 5. www.geii.eu 5 Dipôles réels Introduction  Les dipôles réels peuvent se comporter différemment de leurs homologues parfaits.  Le modèle équivalent d’un dipôle renseigne sur ses réelles aptitudes :  fréquence maximale de fonctionnement,  tenue en charge (pour les capacités),  pertes actives (pour les capacités et inductances). 5
  6. 6. www.geii.eu 6 Résistance réelle axiale 3 Technologies  Carbone composite et film carbone  Caractéristiques typiques – fort coefficient de température (Tc = 5000 ppm/°C) » R = R0(1+Tc T) où T est la température et R0 la résistance de référence de R. » bruit élevé. – grande plage de valeurs possible, tolérance de 2% à 10%. – très faible coût (0.03 € pièce / 1000). – bon respect des caractéristiques jusqu’au MHz.  Utilisation – circuit de polarisation, – circuit de décharge pour capacité, – tirage en logique. 6
  7. 7. www.geii.eu 7 Résistance réelle axiale 3 Technologies (suite)  Film métallique  Caractéristiques typiques – faible coefficient de température (de 10 à 100 ppm/°C), – bonne tolérance (de 0.1% à 1%), – valeurs de 10.0 à 301k, – très bonnes caractéristiques jusqu’à 100MHz, – faible bruit.  Utilisation – pont de mesure, – circuit oscillateur, – filtre actif. 7
  8. 8. www.geii.eu 8 Résistance réelle axiale 3 Technologies (suite)  Wirewound resistor (résistance à enroulement)  Caractéristiques types – grande précision (0.01%), – grande stabilité en température (<10 pppm/°C), – utilisable jusqu’à 50kHz (forte capacité parasite en HF), – valeurs de 0.1 à 1.2M.  Utilisation – circuit accordé, – atténuateur de précision. 8
  9. 9. www.geii.eu 9 Résistance réelle Modèle équivalent  L : inductance série parasite  C : capacité parallèle parasite  Eth1, Eth2 : effet thermocouple aux extrémités  Notes :  L et C affectent la résistance en hautes fréquences.  Eth1, et Eth2 nécessitent de placer les 2 bornes de la résistance à des températures égales pour voir leur effet annuler dans les applications nécessitant une forte précision (précision requise de l ’ordre du mV). 9 E th2 C L Eth1 R BonFlux Flux Mauvais
  10. 10. www.geii.eu 10 Résistance réelle Remarque :  En dissipant de la puissance, la résistance élève sa température (auto réchauffement)  la datasheet indique ce pouvoir à l’aide du paramètre « thermal resistance » ou « thermal derating » (Rth en °C/W)  exemple pour une résistance métallique de 9.9k – datasheet donne Rth = 125°C/W et Tc = 75ppm/°C – le circuit impose 9.9v aux bornes de la résistance – puissance dissipée : P = 9.9mW – élévation de la température : DT = P x Rth = 1.24°C – variation de R : DR = R0 Tc DT = (9900 . 75.10-6 . 1.24) soit 0.0093% 10
  11. 11. www.geii.eu 11 Capacité réelle Modèle équivalent d’une capacité réelle :  LESR : inductance série.  RESR : résistance série.  RL : résistance de fuite.  RDA, CDA : résistance et capacité du modèle d’absorption diélectrique. 11 R DACDA R C L R ESLLESR
  12. 12. www.geii.eu 12 Capacité réelle Résistance de fuite (RL)  Provoque la décharge lente d’une capacité chargée (mauvais pour un stockage précis).  Permet au courant continu de passer au travers de la capacité (mauvais pour les applications de couplage AC). Résistance série (RESR)  Limite l’aptitude de la capacité à fournir rapidement de l ’énergie.  Est responsable des pertes dans la capacité. 12
  13. 13. www.geii.eu 13 Capacité réelle Inductance série (LESL)  Peut impliquer des comportements oscillatoires dans les amplificateurs HF.  Limite l’aptitude de la capacité à fournir rapidement de l’énergie. Absorption diélectrique (RDA, CDA)  Caractérise l’effet mémoire d’une capacité :  on charge C sous une tension V = E = cte pendant DT1  on court-circuite instantanément C pendant DT2  on place la capacité à vide : on observe alors l’apparition d ’un phénomène de charge de C vers une valeur plus petite que E mais proportionnelle à E. 13
  14. 14. www.geii.eu 14 Technologie des capacités Titredu diagramme C<10nF Bonmarché Bonnestabilité Faible inductance Peuvolumineux <0.1% NPOCeramic Volumineux T<+85°C Forte inductance Bonmarché Bonnestabilité 0.001%à0.02% Polystyrène Volumineux C<10nF Coûteux Trèsstable Faibles pertes HF Faible inductance Faible toléarance >0.003% Mica Asser couteux Volumineux Forte inductance Bonnestabilité T>125°C Nombreuses valeurs 0.003%à0.02% Teflon Petites valeurs Peudisponible Petite T>125°C Faible inductance 0.01% MOS Volumineuse Forte inductance Bonnestabilité Faiblecoût Timportante 0.1% Polycarbonate Volumineuse Forte inductance Stabilitémoyenne Faiblecoût Timportante Faible inductance 0.3%à0.5% Polyester Technologies des condensateurs Valeursde quelques µFauplus 14 InconvénientsAvantagesDA
  15. 15. www.geii.eu 15 Technologie des capacités Tmaxde105°C Volumineux Forteinductance FaibleDA 0.001%à 0.02% Polypropylène Fuiteimportante Polarisé Mauvaisetoléranceet mauvaisestabilité Forteinductance Fortscourants Fortestensions Fortecapacité/volumique Elevé ElectrolytiqueAluminium Fuiteimportante Polarisé Mauvaisetolérance Mauvaisestabilité Petitetaille Inductancemoyenne Elevé ElectrolytiqueTantale Technologiesdescondensateurs ValeurssupérieuresauµF 15 InconvénientsAvantagesDA

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