Dernière mise à jour le 17/01/2015
Présentation
L’objectif de ce présent article et de comprendre comment réaliser un montage électronique pour éviter les inversions de polarités. Evidemment ils existent des « tonnes » de montage électronique sur internet, et plusieurs méthodes peuvent être utilisées. Ce qu’il faut comprendre c’est comment utilisés ces différents moyens pour parvenir à nos besoin.
Différents exemple seront données sans exploiter bien entendu tous ce qui est possible de faire en électronique et électronique de puissance (tel que convertisseur, démarreur pour moteur et bien d’autres…).
“Petit rappel…”
Prenons pour commencer une simple pile de 9V alimentant une carte électronique qui demande un courant de fonctionnement de 100mA.
Le montage serais une pile débitant sur une résistance de R1 qui celle-ci absorbe un courant de 100mA soit : R1=Upile/I=9/0,1=90 Ohms valeur normalisé 100 Ohms.
Une pile de bon marché comme (Energizer/ Duracell/ Ultralife/ Varta/ ….), sont des piles qui en fonction de leurs fabrications peuvent débiter un courant de 1200mAh, 780mAh etc…
Prenons une de ces piles et mettons en court-circuit (chose que je vous déconseille) mais !! Qu’est ce qu’il se passerait ?Un générateur de tension (F.E.M Force électromotice) est présente celle-ci vaut bien 9V, d’où la célèbre formule pour un générateur U=E-ri (avec U la tension aux bornes de la résistance R1, E la FEM, et ri, la chute de tension dans la résistance interne (noté petit r pour résistance interne).Puisque cette pile est en court-circuit, la résistance R1 est donc nul, il en résulte que la différence de potentiel est nul aussi, et on se retrouve avec E=rI => r=E/Icc=9/1200=0,0075 Ohms (résistance interne très faible). Notre pauvre pile qui peut débiter 1200mA en 1 heure, celle-ci va débiter 1200mA en quelques secondes. Non non non et non!! Soyons plus sérieux et évitons de faire du mal à cette pauvre pile…
Mesure à vide :
La première mesure consiste à mesurer la pile (une pile neuve est toujours plus performante qu’une pile ancienne), oui c’est toujours mieux neuf avec le temps une pile s’use et va se déchargé petit à petit t( c’est d’ailleurs le cas puisque j’utilise une pile de 1an.
La tension mesurée à ses bornes est de 8,86V.
Mesure en Charge :
J’ai placé une résistance de 100 Ohms, et branché la pile sur celle-ci, ce qui donne une chute de tension de 8,03V. Le courant est donc de i=U/R1=8,03/100=0,0803A soit 80mA
Calcul de la résistance interne r :
On peut utiliser deux méthodes de mesure, la 1ère méthode i consiste à faire une seul mesure (c’est le cas présenté ici) soit une méthode avec deux point de mesure (deux mesure en charge que nous allons voir va voir plus bas).
Dans ce premier cas la mesure donne deux valeurs :
Une mesure à Vide qui donne la FEM soit E=8,86V
La mesure en charge donne U=8,03V.
U=E-rI => r=(U-E)/I=(8,03V-8,86)/0,0803=10 Ohms (environ).
On peut donc représenter le modèle équivalent de la pile qui débite sur la charge R1.
Méthode avec deux ponts de mesure.
Celle-ci est beaucoup plus précise, en effet , en prennant 2 points de mesure (U1/I1) et (U2/2) avec la mesure de U qui correspond à la tension aux bornes de la résistance R1, améliore la méthode sir on décide d’éspacé de la tension à vide jusqu’à la tension en « pleine » charge.
Dans ce cas de figure, nous trouvons une droite qui décroit de la tension à vide à une tension en pleine charge. La pente de la droite correspond au coefficient directeur qui celui correspond à la résistance interne. Oui vous m’avez compris, si vous faite la différence entre la tension (U1-U2)/(I1-I2) vous calculé la résistance r (la résistance interne de la pile).
1ère mesure avec une résistance de 100 Ohms U1=8,03V et I1=0,0803A
2ème mesure avec une résistance de 10 Ohms U2=4,43 et I1=0,443A (mesure simulé)
r=(8,03-4,43)/(0,0803-0,443)= 9,92 Ohms (environ 10 Ohms)
Et voila….
Les résultats restent assez proches de la 1ère méthode.
Attaquons le vif du sujet..!!!
Nous venons de voir qu’une pile à une résistance interne noté « r ». Comme nous avons pu le constater, la pile branchée débite un courant I dans la résistance R1. Si maintenant on décide de branché à l’envers la pile le courant reste inchangé il n’y à pas de doute mais !! le problème est bien la, c’est que nous somme plus polarisé dans le bon sens, et nous avons inversé la polarité le (+) de l’alimentation) en bas et le (-) de l’alimentation en haut.
En effet certain carte électronique son polarisé, des détrompeurs sont présent, comme pour les pile de 9V par exemple ou autre détrompeur pour des batteries rechargeables. Si le sens de polarité n’est pas respecté j’ai bien peur pour le matériels.
Précaution à mettre en place
Il existe différentes façon pour protéger un circuit contre les inversions de polarités par exemple en mettant une diode.
Si on décide de reprendre cette même pile qui alimente une charge de 100 Ohms et qu’on décide d’inverser la polarité, et que nous plaçons une diode pour que le courant soit court-circuité et que la diode laisse passer le courant, on se retrouve avec une tension de -0,98V aux bornes de la résistance R1 ce qui donne un courant de Ir1=(-0,98/100)=9mA inférieur à 90mA que peut absorber la résistance. Par contre en ce qui concerne ma diode D1 qui vient protéger notre circuit électronique (le circuit représente la résistance R1 vous m’avez compris ;-)).
Celle-ci doit donc « évacuer » tous le courant et le renvoyer d’où il vient. on se retrouverais avec un courant de (E-Udiode)/r=(8,86-0,98)/10=0,93A environ 1A !!! Est-ce que la diode que vous avez mise en place est capable de supporter un tel courant sous une tension de 0,98V bonne question?!
Protection par transistors MOSFET canal P
maximum que peut supporter le MOSFET…
