Guide complet de PCBTok sur la tension continue

Introduction

Cet article peut vous aider à vous familiariser avec les informations de base sur la tension continue (CC). Vous saurez comment mesurer cette tension. Vous apprendrez pourquoi la tension continue semble être préférable à la tension alternative traditionnelle. Nous décrirons plus en détail l'application de la tension continue dans l'électronique.

Qu'est-ce que la tension continue ?

Le courant continu est un courant électrique qui circule dans une seule direction. Il ne possède qu'un seul type de source de tension. Un circuit fonctionnant en courant continu comprend des sources et des résistances permettant de maintenir une tension et un courant constants. L'utilisation de composants tels que des condensateurs ou des inductances modifie le type de circuit.

Symbole de courant continu et de tension continue

Le symbole utilisé pour diriger les courants est très simple et évident. Il se compose d'une ligne droite horizontale avec une ligne pointillée en dessous. Pour la tension continue, il est désigné par la lettre « V » avec une ligne continue au-dessus et une ligne pointillée. Son caractère Unicode est « ⎓ ». Ces symboles vous aident à distinguer facilement la tension continue et la tension continue dans les schémas de circuit.

Codes de couleur des fils CC

Il est maintenant temps de passer aux codes de couleurs des fils CC et de se référer à des normes telles que la CEI et le NEC des États-Unis. Cela permet de protéger les pratiques de câblage appropriées dans les systèmes électriques CC.

Normes CEI

• Si le conducteur qui relie les parties métalliques exposées de l'installation électrique du consommateur est appelé conducteur de protection, la couleur de ce conducteur est vert-jaune.
• Si l'un est le fil sortant appelé fil positif et l'autre est le fil de retour appelé fil négatif, ici le positif est marron et le négatif est gris.
• Si le système d'alimentation CC à 2 fils pour le câblage des locaux fonctionne à une tension non inférieure à 60 volts mais non supérieure à 300 volts et est mis à la terre, le circuit positif-négatif mis à la terre est marron, le circuit négatif-négatif mis à la terre est bleu. Le circuit positif-positif mis à la terre est également bleu et le circuit négatif-positif est gris.
• Le système CC comporte deux conducteurs extérieurs et un fil central qui est neutralisé au niveau de la sous-station. Le fil positif est de couleur marron. Le fil central est bleu. Le fil négatif est de couleur grise.

Code national de l'électricité des États-Unis

• Un système de mise à la terre de protection destiné à protéger les travailleurs contre les tensions dangereuses résultant de la remise sous tension de la ligne, de la foudre ou de la tension induite doit utiliser des fils nus ou de couleur verte ou vert-jaune.
• Pour le système CC à deux fils non mis à la terre, il n'y a pas de code couleur pour le fil positif (L+) mais peut être rouge ou de toute autre couleur, le fil négatif (L-) est de couleur noire.
• Il existe également un code de câblage pour un système CC à deux fils relié à la terre. Pour un fil négatif relié à la terre, le fil positif est rouge, le fil négatif est blanc. Pour un fil positif relié à la terre, le fil positif est blanc, le fil négatif est noir.
• Le code couleur des câbles pour un système CC à trois fils avec mise à la terre est le suivant : le fil positif (L+) est de couleur rouge. Le fil neutre (N) est blanc et le fil négatif (L-) est noir.

Caractéristiques de la tension continue

Examinons maintenant ce qu'est la tension continue, ou plus précisément, les caractéristiques spécifiques de cette forme de tension, les propriétés qui la différencient des autres types de tension électrique.

Avantages

Voici les avantages de la tension continue, qui souligne son rôle essentiel dans les circuits électriques modernes. Découvrez pourquoi elle est cruciale dans divers appareils électroniques, notamment dans l' électronique grand public et les applications exigeant une tension stable.

• Réponse instantanée du circuit – il fournit de l'énergie dès que les circuits en ont besoin pour un interrupteur marche/arrêt rapide.
• Ne pas utiliser de puissance supplémentaire – pas de notion de puissance réactive comme dans le cas du courant alternatif.
• Peut stocker de l'énergie- peut être facilement stocké dans des batteries.
• Fonctionne bien avec l’électronique – les gadgets électroniques fonctionnent bien avec cela.
• Meilleur contrôle de la tension – sortie stable.
• Efficace dans la conduite – ne permet pas de gaspiller de l’énergie pendant la transmission.
• Nécessite moins d’isolation– n'a pas besoin de beaucoup de isolationCâblage simplifié.

Désavantages

La tension continue présente certains inconvénients, allant des problèmes de commutation de la charge dans les circuits aux problèmes de transformation de la tension pour permettre de prendre de meilleures décisions concernant les appareils électriques.

• Difficile d'arrêter le courant – arrêter le courant dans un courant continu est difficile. Nécessite un équipement spécialisé.
• Tension difficile à modifier - convertisseurs complexes et coûteux.
• Effet de corrosion important - provoquer la corrosion des matériaux.
• Appareils coûteux - ont des coûts initiaux plus élevés.
• Configuration de câblage compliquée- nécessite une planification minutieuse.
• Régler la tension d'entrée - ne peut pas être facilement ajusté.

Différence entre la tension alternative et la tension continue

Maintenant que nous connaissons les bases de la tension continue, voyons en quoi elle diffère de la tension alternative.

Waveform

La tension continue (DC) est une tension stable, sans forme d'onde . Son fonctionnement est unidirectionnel et ne peut être inversé. À l'inverse, la tension alternative (AC) présente une forme d'onde et change de polarité . Ce courant alternatif est produit par les alternateurs des centrales électriques. La tension alternative n'est pas unidirectionnelle, car elle peut facilement parcourir de longues distances.

Variation

La tension continue peut être classée en deux types : la tension continue pulsée et la tension continue pure. La tension continue pulsée fluctue légèrement tandis que la tension continue pure est constante. Cependant, la tension alternative est plus utile que la tension continue. Elle peut avoir une forme d'onde sinusoïdale ou carrée. Elle peut également avoir une forme d'onde triangulaire.

Polarité

La tension continue est positive par rapport à la borne négative de la source. Les liquides circulant dans une conduite créent un champ magnétique et une polarité magnétique, d'où la présence d'un nord et d'un sud. De façon surprenante, les électrons se déplacent dans le sens inverse du courant. En revanche, la tension alternative est apolaire. Les électrodes de courant alternatif, utilisées avec du courant continu, fonctionnent généralement mieux avec une polarité donnée.

Fréquence  

La tension continue a 0 Hz. Son sens de circulation est unidirectionnel. Elle ne produit pas de forme d'onde. Aucun mouvement dans une direction. La fréquence de la tension alternative affecte également la rapidité avec laquelle elle change de direction. La fréquence normale de la tension alternative est de 60 Hz, ce qui signifie que le flux de courant changera de direction en une seconde soixante fois. Un changement de direction cinquante-cinq fois en une seconde si la fréquence du courant continu est de 55 Hz.

Mouvement des électrons

Les charges électriques des tensions continues se déplacent dans une seule direction. La tension alternative fait bouger les électrons dans un mouvement circulaire.

Facteur de puissance

Pour le courant continu, c'est toujours 1. Pour le courant alternatif, la tension varie de 0 à 1.

Type de charge

Les charges résistives ne peuvent être alimentées que par du courant continu. Permet de travailler efficacement avec des appareils qui limitent le débit. Possibilité d'appliquer une tension alternative pour travailler avec des charges capacitives, inductives et résistives. Le courant alternatif peut charger plusieurs appareils à la fois.

Hasardeux 

La tension continue est systématiquement plus nocive que la tension alternative à valeur nominale égale. Une petite quantité de courant continu peut être dangereuse.

Efficacité

La tension continue permet de produire de l'énergie de manière efficace. Elle génèrera des pertes minimales. Le courant alternatif a une efficacité réduite par rapport au courant continu. La raison en est la perte d'énergie lors de la transmission.

Type de balayage

Permet de calculer le point de polarisation du circuit des sources d'alimentation en tension continue sur plusieurs niveaux de tension. Toute ressource avec une variable CC peut également l'utiliser. Les simulations de balayage de tension alternative sont utilisées pour calculer la réponse d'un circuit à un faible signal.

Type de numérisation

Les types de balayage de tension CC commencent à cent millisecondes. Ils peuvent atteindre jusqu'à dix mille secondes. Fonctionne avec des ondes en rampe ou triangulaires. La tension CA utilise généralement un cycle d'échantillonnage à vitesse constante.

Application

Les téléphones portables, les téléviseurs à écran plat, les lampes de poche et les véhicules électriques ou hybrides fonctionnent en courant continu (CC). Le courant alternatif (CA) est utilisé pour l'électronique grand public , notamment les réfrigérateurs et les lave-vaisselle.

Réduire la tension continue

Certaines applications nécessitent de réduire la tension continue. Apprenons maintenant des méthodes efficaces pour la réduire.

Avec diodes

Sachant qu'une diode ne conduit que lorsqu'elle est polarisée en direct, vous serez mieux à même de réduire les pertes. Lors d'une connexion, une chute de tension se produit à ses bornes. Une diode au silicium subit une chute de tension d'environ 0.6 à 0.7 volt. Une diode au germanium perd environ 0.25 à 0.3 volt. Vous pouvez monter plusieurs diodes en série. Par exemple, vous utiliserez quatre ou cinq diodes au silicium pour obtenir une perte de 6 V à partir d'une batterie fournissant 9 V et alimentant une charge nécessitant 3 V.

Avec des résistances

On peut abaisser la tension d'une batterie en utilisant des résistances, selon une technique simple appelée pont diviseur de tension. Imaginez deux résistances placées côte à côte. Si les deux résistances ont des valeurs similaires, elles répartissent la tension de manière égale, ce qui permet d'obtenir la moitié de la tension initiale. Pour obtenir une tension précise, il suffit de choisir la valeur d'une résistance et de calculer la valeur de la seconde. Par exemple, pour une batterie de 5 V et une tension de 3 V, utilisez une résistance de 10 Ω. La seconde résistance devra alors être de 15 Ω.

Tension continue à élévation

Voici comment vous le faites.

Avec convertisseur Boost

Vous pouvez augmenter la quantité de tension de sortie du courant continu à l'aide d'un convertisseur élévateur. Un appareil qui transforme la tension électrique d'une valeur inférieure à une valeur supérieure. Des commutateurs et des pièces de stockage d'énergie sont utilisés pour modifier la tension. Le niveau de puissance restera le même. Les quantités augmentent avec une tension accrue.

Mesurer la tension continue en Multimètre

Vérifier et mesurer cela est essentiel pour les travaux électriques et le dépannage. Voici les étapes simples pour utiliser un multimètre :

·    Étape 1 : Préparez votre multimètre

Il est nécessaire de préparer le matériel. Allumez le multimètre. Sélectionnez la fonction tension continue. Il s'agit d'un « V » suivi d'une ligne horizontale.

·    Étape 2 : placez les fils en parallèle

Connectez les fils ensemble. Ils doivent être en formation parallèle. Commencez par fixer la sonde noire. Vous devez la fixer au port marqué « COM ». Vous devez ensuite insérer la sonde rouge dans la prise VΩ. Retirez ensuite les sondes dans l'ordre inverse. Commencez par retirer la sonde noire. Ensuite, passez à la sonde rouge.

·    Étape 3 : Placement du fil de tension CC

Connectez maintenant correctement les sondes de test. Placez la sonde noire sur le point de test de polarité négative. Souvent, il s'agit de la masse du circuit. Appuyez la sonde rouge contre le point de test positif.

·    Étape 4 : Réglage de la portée

Vous devrez peut-être modifier la plage de votre multimètre. Presque tous les multimètres numériques actuels (DMM) ajustent eux-mêmes la plage à la valeur sélectionnée. Appuyez plusieurs fois sur le bouton RANGE pour l'obtenir.

Applications de la tension continue

Sachant maintenant ce que nous devrions étudier concernant la tension continue comme l'avantage et l'inconvénient, voici ses applications les plus courantes.

Appareil électronique

Les ordinateurs, les téléphones et les téléviseurs fonctionnent en courant continu. Ce courant sert à connecter la carte mère et les autres composants de l'appareil. De même, il est utilisé pour charger la batterie d'un smartphone et alimenter ses différents systèmes. Les téléviseurs fonctionnent également en courant continu. Ce dernier permet de réguler la puissance de sortie et d'éviter les coupures.

Moteurs électriques

Ceci est également utile pour contrôler les moteurs électriques utilisés dans les véhicules électriques, les machines et autres appareils. Il fournit une puissance constante à ces moteurs.

Stockage d'énergie

Les panneaux solaires en sont un exemple courant. Ils transforment l'énergie solaire en courant continu. Cette énergie est ensuite injectée dans des batteries. Vous aurez ainsi une réserve d'énergie la nuit ou sous la pluie. Les éoliennes utilisent également la tension continue. Elles stockent en permanence l'énergie produite pour des applications futures. Les véhicules électriques chargent les batteries en utilisant ce type de tension.

Sources de tension continue

Maintenant que vous savez où elle est applicable, vous vous demandez peut-être où vous pouvez obtenir cette tension. Voici les sources parmi lesquelles vous pouvez choisir :

• • • Convertisseurs CC
    • Piles et batteries
    • Onduleurs
    • Convertisseurs électroniques de puissance
    • Panneaux solaires
    • Thermocouples
    • Filtres de puissance actifs shunt
    • Ballasts électroniques

FAQ sur la tension continue

·  Pourquoi la tension continue est-elle utilisée dans les appareils électroniques ?

Vous vous demandez peut-être pourquoi les appareils électroniques utilisent ce type d'alimentation. Les composants des circuits imprimés, comme les transistors , les diodes et les circuits intégrés , en ont besoin. Cela leur assure un courant et une tension constants. L'alimentation fournit une tension stable à ses bornes, quelle que soit l'intensité du courant consommé. La polarité de la tension de sortie est sélectionnable, ce qui permet aux appareils connectés au circuit de fonctionner efficacement. Cette alimentation stable contribue à maintenir vos appareils électroniques en bon état de fonctionnement et leur assure une longue durée de vie.

·  Quelle est la tension typique d’une alimentation CC ?

Presque tous les circuits électroniques nécessitent une alimentation en courant continu. Vous en avez probablement une chez vous, que vous pouvez également utiliser pour vos projets d'informatique physique. Les microcontrôleurs et les processeurs numériques fonctionnent en 5 V et 3.3 V. Les tensions les plus courantes sont 5 V et 12 V.

·  La tension continue peut-elle être convertie en courant alternatif ?

Pour convertir du courant continu (CC) en courant alternatif (CA), il suffit d'un onduleur. Un onduleur fonctionne en inversant le sens du courant continu à très grande vitesse. Cette alternance de sens du courant produit un courant alternatif en sortie. L'onduleur transforme ainsi le courant continu, qui circule de manière régulière, en un courant qui fluctue comme le courant alternatif.

·  La tension continue peut-elle provoquer un choc électrique ?

Il est possible de recevoir une décharge électrique. Mais pour ressentir cette décharge, des tensions beaucoup plus élevées que celles du courant alternatif sont nécessaires. En effet, votre corps est capable de supporter un courant continu plus élevé que le courant alternatif. Les tensions continues élevées sont dangereuses. Soyez prudent lorsque vous manipulez de l'électricité ou une tension.

Conclusion

Pour résumer, cet article a pour but de définir ce qu'est la tension continue. Nous avons discuté de ses caractéristiques. Nous avons également abordé ses avantages et ses inconvénients. Il compare la tension continue à la tension alternative et décrit les techniques de contrôle de la tension, présente des exemples concrets d'utilisation et définit ses sources.