Comment convertir du courant alternatif (CA) en courant continu (CC)

Le courant délivré dans les habitations est un courant alternatif (CA) de 230 V, lequel est naturellement produit par les centrales et limite les pertes en ligne lors du transport. C'est ainsi que la plupart des appareils électriques et électroniques sont conçus pour fonctionner avec ce courant alternatif. Il se peut qu'un jour, vous ayez à convertir mathématiquement une tension de courant alternatif ( $U_{CA}$ ) en tension de courant continu ( $U_{CC}$ ), vous utiliserez alors la formule : $U_{CC}={\frac {U_{CA}}{\sqrt {2}}}$ . Ce qui est valable en théorie, vous pourrez le traduire en réalité en fabriquant un petit montage capable de transformer un courant alternatif en un courant continu.

Méthode 1

Méthode 1 sur 2:
Convertir une tension alternative en tension continue

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Mesurez la tension d'un courant alternatif avec un multimètre. Branchez les deux câbles de l'appareil dans les borniers COM (câble noir) et V (câble rouge). Tournez ensuite le bouton central pour qu'il indique un des calibres de la partie V~, symbole de la tension en alternatif. Prenez en mains les deux touches et posez-les, l'une sur un des pôles d'alimentation (par exemple, le trou d'une prise murale) et l'autre sur l'autre pôle (l'autre trou de la prise). Notez la mesure qui s'affiche à l'écran : dans le cas de la prise, ce sera une valeur proche de 230 V ^{[1]
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Source de recherche}.
- Comme il s'agit d'un courant alternatif, peu importe le positionnement des touches du multimètre sur les pôles.
- Si votre multimètre est un peu ancien, vérifiez le bon état des touches et du caoutchouc isolant : vous pourriez vous électrocuter.
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Divisez la tension alternative par ${\sqrt {2}}$ . Le résultat est la tension en continu. En courant alternatif, le courant change de sens x fois de sens par seconde (fréquence) : il est continu (et plus faible) pendant une phase, puis change de sens. Inscrivez la formule $U_{CC}={\frac {U_{CA}}{\sqrt {2}}}$ $U_{CC}={\frac {U_{CA}}{\sqrt {2}}}$ en remplaçant $U_{CA}$ $U_{CA}$ par la tension que vous avez trouvée avec le multimètre. Pour avoir un résultat précis, utilisez votre calculatrice ^{[2]
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Source de recherche}.
- Prenons comme exemple, un courant de 230 V (celui d'une prise). La formule de conversion se présente comme suit : ${\frac {230}{\sqrt {2}}}$ , et le résultat est 162,65 V.
Conseil : si vous n'avez pas de calculatrice, prenez 1,4 (ou 1,414) pour valeur de ${\sqrt {2}}$ , ce qui va vous faciliter les calculs.
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Remarquez que cette tension en continu est inférieure à celle alternative. Le résultat que vous trouvez est la tension en continu mesurée pendant une phase du courant alternatif. La tension prise en premier (prise de courant) est la tension maximale, tandis que la tension calculée en continu est ce qu'on appelle la « tension efficace », dans un seul sens en somme. Pour reprendre notre exemple, si, aux bornes d'un appareil électrique, vous lisez avec un multimètre une tension de 162,65 V, c'est que la tension maximale du courant de départ était de 230 V ^{[3]
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Source de recherche}.
- Une baisse de tension entraine le plus souvent un dysfonctionnement des composants qui sont ainsi alimentés.
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Méthode 2

Méthode 2 sur 2:
Construire un convertisseur (CA vers CC)

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Fixez un transformateur abaisseur de tension sur une perfboard. Un tel transformateur est un petit montage qui permet, grâce à une bobine interne, de faire baisser la tension du courant qui circule dans un circuit. Installez un transformateur avec une sortie 13 V en courant alternatif. Fixez votre transformateur sur une perfboard (plaque de prototypage) percée de petits trous réguliers qui permettent de fixer des composants de toutes sortes. La fixation du transformateur se fait, à l'arrière de la plaque, avec de petits boulons et écrous ^{[4]
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Source de recherche}.
- Le transformateur et la perfboard s'achètent sans difficulté dans n'importe quel magasin d'électronique ou sur Internet.
- Si vous désirez augmenter la tension, vous utiliserez à ce moment-là un transformateur élévateur.
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Disposez 4 diodes en losange. Elles seront à droite du transformateur. Une diode est un composant électronique qui ne laisse passer le courant que dans un seul sens, et bloque tout courant qui viendrait en sens inverse. Prenez deux diodes et soudez leur « - » ensemble et à angle droit (à peu près !), ce sont les deux embouts repérés par un trait blanc (ou gris) sur la diode. Prenez les deux autres diodes, mais vous les souderez par leur « + », toujours à angle droit, ce sont les deux embouts du côté sans trait blanc des diodes. Soudez ensuite les deux ensembles de diodes ainsi de façon à avoir le montage de l'illustration ci-dessus ^{[5]
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Source de recherche}.
- Cette disposition en losange des diodes est appelée « pont redresseur », « pont de diodes » ou « pont de Graetz ». Ce dispositif permet, quelle que soit la phase, de créer un courant en continu.
- Comme précédemment, les diodes s'achètent dans n'importe quel magasin d'électronique ou sur Internet.
- Si vous voulez que votre dispositif fonctionne, il faut placer vos diodes correctement, sinon vous n'aurez rien.
- Pour fixer les diodes sur la perfboard, vous pouvez utiliser de la colle thermofusible, mais ce n'est pas obligatoire.
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Branchez correctement les fils de sortie du transformateur. Votre transformateur présente 4 fils : une première paire (un fil noir et un rouge) sera branchée sur la source de courant, tandis que l'autre le sera sur le pont de diodes. Pour l'instant, entortillez un des fils sur l'angle de gauche du losange (voir illustration) et l'autre fil sur l'angle de droite. Le sens des fils n'a pas d'importance, puisque c'est un courant alternatif qui circule. Vous les souderez plus tard ^{[6]
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Source de recherche}.
- Ce sont ces deux fils qui vont alimenter en courant alternatif l'ensemble de votre dispositif
- Il faudra bien souder tous les fils des angles des losanges si vous voulez que votre dispositif fonctionne bien, sans perte de courant.
- Peu importe le sens de montage des fils, vous pouvez même les inverser (gauche-droite ou droite-gauche), puisque le courant est alternatif
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Prévoyez deux fils de sortie en courant continu. Laissés pour l'instant en attente, ils serviront à alimenter un appareil ou une lampe alimentée en courant continu. Vous allez les entortiller autour des deux coins pour l'instant libres du losange, en haut et en bas sur le schéma précédent. L'un sera le « + », l'autre le « - » et ces fils, éventuellement de couleurs différentes, vous les ferez aller vers la droite pour ne pas les confondre avec d'autres fils ^{[7]
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Source de recherche}.
- Ces deux fils du haut et du bas transportant le courant continu produit par le redresseur sont polarisés.
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Soudez tous vos fils. Si ce n'est pas fait (vous les avez pour l'instant, et sur nos conseils, juste entortillés), il est temps de faire les soudures. Faites chauffer votre fer, prenez du fil de soudure. Stabilisez les fils à souder, approchez le fil de soudure des deux ou trois fils à souder, et attendez que l'ensemble fonde, mais pas trop. Soulevez immédiatement le fer quand vous voyez que la soudure est faite. Recommencez ainsi sur chacun des coins du losange ^{[8]
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- Le fer à souder et le fil de soudure s'achètent dans n'importe quel magasin d'électronique ou sur Internet.
Avertissement : la manipulation du fer à souder n'est pas dangereuse, cependant, il vaut mieux éviter de toucher son embout lors du fonctionnement (brulures graves).
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Ajoutez un condensateur sur le circuit. Lorsqu'un courant alternatif est transformé en un courant continu par un pont de diodes, ce dernier n'est pas régulier. C'est pourquoi il faut installer un condensateur, petit composant électrique qui en stockant temporairement le courant va le lisser. Fixez le « - » du condensateur au « + » de toutes les diodes et le « + » du même condensateur au « - » de toutes les diodes. Le « + » des diodes se trouve sur la pointe du bas de votre pont et le « - » est à l'opposé, c'est-à-dire en haut du pont ^{[9]
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- Les condensateurs se vendent dans n'importe quel magasin d'électronique ou sur Internet.
- Si vous comptez faire fonctionner un petit appareil avec ce courant continu, entortillez les fils de l'appareil sur les fils laissés en attente précédemment, lesquels sont sur les fils du condensateur.
- La présence du condensateur n'est pas fondamentale, mais il vous permettra d'avoir un courant plus continu et stable.
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Branchez le transformateur sur sa source d'alimentation (CA). Il vous reste sur votre transformateur deux fils libres, un rouge et un noir, lesquels seront par exemple montés sur une fiche mâle, branchés sur la source d'alimentation. Ce sont eux qui vont alimenter le circuit. La source en question peut être une prise murale ou une rallonge branchée ^{[10]
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- Avant d'alimenter le circuit, vérifiez une dernière fois votre montage pour voir si rien ne cloche, si tout est bien isolé.
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Utilisez un multimètre pour mesurer la tension continue. Les touches étant toujours branchées aux mêmes borniers, tournez le bouton central sur un des calibres de la partie V–. Prenez la tension aux bornes du condensateur en les touchant avec les pointes du multimètre. La valeur qui s'affiche est la tension en continu que vous avez créée ^{[11]
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- Pour voir si votre montage fonctionne bien, vous pouvez brancher aux deux fils libres du pont un petit moteur ou un support d'ampoule E10 avec son ampoule. Si le moteur tourne rond ou que l'ampoule brille bien, c'est que vous avez fait du bon travail !
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Conseils

Les appareils qui fonctionnent sur le courant continu, mais sont alimentés par du courant alternatif sont vendus avec un câble transformateur ou renferment un convertisseur ^{[12]
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Source de recherche}.

Avertissements

En électricité, vous devez toujours être sur la défensive : on ne plaisante pas, car il y a un réel danger d'électrocution si les choses sont mal faites.
Faites très attention en faisant vos soudures, une brulure est vite arrivée si vous n'êtes pas vigilant(e).