Puissance dissipée en alternatif

[Pote Gui]

Bon, j'en vois déjà qui rigolent au fond de la classe, mais je ne vais pas me formaliser pour autant...
Voici donc l'énoncé du problème :

J'ai placé une résistance en série avec la diode de rectification et en amont de celle-ci soit en sortie du transfo d'alim et ce dans le but de faire chuter la tension globalement (je vois déjà les cheveux de Joseph se dresser sur son crâne ) dans mon circuit. Il s'agit d'un transfo à point milieu avec une rectification "full wave" à deux diodes donc. La chute de tension aux bornes de chacune des résistances est de 18V environ mesuré avec un multimètre pas forcément true RMS mais bon... J'en déduis la puissance dissipée U²/R=324/330 soit environ 1W. Or j'ai placé une résistance de 5W et elle chauffe vraiment beaucoup (pas moyen de laisser le doigt dessus plus d'une seconde; oui, je sais ce n'est pas recommandé de mettre le doigt sur une résistance à laquelle on applique 350V ), ce qui laisse supposer que la puissance dissipée est bien supérieure à celle calculée, et donc que je me suis planté comme une grosse buse. Mais, diantre!, me dis-je, où donc est l'erreur ???

[bilbo_moria]

Quelle est la tension du PT ? (genre 330-0-330 ou autre) ainsi qu'à la louche la consommation DC sur l'alim ?

[Rimlock]

Normal, la résistance dégage de la chaleur selon la formule de Joule :

Q = R.I².t Q en Joule; R : résistance ( en ohm) ; I : intensité ( en A ) ; t : durée de passage du courant ( en s ).

Même si 1 W semble peu, au bout d'un certain temps la résistance atteint une température d'équilibre quand la quantité de chaleur qu'elle émet est absorbée par l'air ambiant (convection naturelle). Si tu augmentes ou diminues l’absorption de la chaleur par l'air (ventilateur # confinement ), la résistance sera plus ou moins chaude. Si la chaleur s'évacue moins vite qu'elle n'est produite, la résistance va finir par cramer !

[Pote Gui]

Tension PT 330-0-330 et courant de 75mA à la louche.

Oui pour le calcul Rimlock, mais si je compare à la résistance de cathode des tubes de puissance qui drainent le pluis gros du courant, celle-ci est nettement moins chaude pour un temps équivalent, une valeur de 330R, et une tension de 19V... Alors quoi?

[bilbo_moria]

Bon, y a pas à tortiller, si tu as 18 ou 19V RMS, ton calcul est bon.

Ensuite, si tu pompes vraiment 75mA, les simulations donnent ceci (et donc, pas mal plus de tension aux bornes de tes 330Ω, peut-être que ton multimètre est un peu paumé ...) et pas mal plus de puissance dissipée ...

Voici un schéma qui en vaut un autre (les valeurs de tension du secondaire sont "peak" et correspondent à 330V AC RMS ):

Schéma :

Tension redressée :

La tête de la tension aux bornes de la 330R (tu pourrais regarder à l'oscillo ce que ça donne) :

Soit en tension RMS :

Et enfin en puissance :

Bon, c'est de la simul, à distance et un poil à l'arrache, donc ça vaut ce que ça vaut

[Pote Gui]

Yes! Merci bilbo pour ton aide en simulation (faut vraiment que je me décide à me mettre à LTSpice parce que ça me rendrait bien service parfois...).
Donc, a priori, mon multimètre est aux fraises - ou son utilisateur -, et j'aurais une trentaine de volts là où je n'en mesure que 18... Avec 3,3W, le comportement en chaleur de ma résistance de 5W est nettement plus plausible. Y'a quand même un truc que je ne pige pas dans la simulation, c'est le passage de la tension pic à la tension RMS aux bornes de la résistance .

Edit:
J'ai mesuré et calculé le courant avec plus d'acuité et je tombe plutôt sur 62mA; mais bon, si je reprends le calcul avec 75mA, je devrais obtenir une chute de tension de 25V environ, et non pas les 33V que la simulation semble évoquer...

Edit 2:
Bon, j'ai simulé aussi de mon côté à partir du circuit proposé par bilbo et je tombe sur des résultats analogues... à mes relevés de tension! Je trouve 25Vac aux bornes de la résistance, soit 18Vrms. En revanche, l'oscillo m'indique comme pour bilbo une tension pic bien plus élevée de l'ordre de 72V. Donc, je me demande quand même si la mesure de 25V du mutli de mon simulateur ne serait pas déjà en rms. Car si j'osais, je dirais que 72V pic, c'est 72/rac(2)=50V rms, mais comme on a qu'une alternance sur deux, alors la tension aux bornes de la résistance est égale à 50/2=25V. Ce qui nous ferait presque 2W dissipés par la résistance. C'est cohérent avec mes observations, mais que pensez-vous de mes calculs?

Simulation.pdf

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[Myn Donos]

Yop,

Si tu parles des calculs de ton Edith 2, perso ça ne me semble pas bête du tout.

[Pote Gui]

Oui c'est bien de ces calculs dont je parle! Merci Fançois!

[Rimlock]

Moralité : trouve-toi un voltmetre "true RMS"

[Pote Gui]

Oui, c'est bien possible que du fait de la gueule du signal, un multi standard ne va pas réussir à effectuer une mesure correcte en mode AC (qui n'est fiable qu'avec des sinusoïdes propres)...

[bilbo_moria]

Par contre tes doigts sont une bonne indication car la valeur RMS est celle qui provoque un échauffement identique à une valeur DC à travers d'une résistance, tu devrais louer tes services à prix d'or !

Plus sérieusement : effectivement pas évident de calculer la valeur RMS de la tension aux bornes de la résistance 330Ω, vue la tronche de la courbe (la tension RMS c'est la surface entre la courbe et l'axe des X, fastoche non ? )

En gros, la diode ne fait pas grand chose : elle commence à conduire quand le signal AC issu du secondaire du PT devient supérieur à la tension DC redressée et lissée par les capas ; c'est ce courant qui fait chauffer la résistance.

(j'ai multiplié la valeur du courant par 2000 pour qu'on "puisse le voir" sur les courbes. Quant à n51, c'est le point commun entre les cathodes des diodes et la capa, j'ai ajouté ce noeud afin de visualiser la tension DC directement après les diodes)

Et ce courant traversant la diode (et la résistance) est d'ailleurs celui qui traverse le demi enroulement du secondaire du PT. Selon ma simulation, je trouve 92,6mA RMS soit un facteur de 1,2 par rapport à ma consommation théorique de 75mA DC

(V1 est le demi enroulement du secondaire du PT; j'ai tracé -i(v1) pour que les courbes soient plus jolies)

(courant RMS de l'ordre de 92,6mA)

Si on se reporte au bon vieux RDH4 (chapitre 30 section 2), il est indiqué un rapport de 1,1
(pour info, dans ses docs, Hammond ne se fait pas ch* et eux indiquent un rapport de 1 … mouais)

Bref, si tu veux être peinard, tu as intérêt à jouer la sécurité et adopter un facteur 1,5 par exemple, ce qui dépasse les 2W de puissance même pour un courant DC consommé de 65mA

Pour illustrer, j'ai vendu 2 amplis PP EL84 (type 18W) avec EZ81 et 2 résistances chutrices / protection de 150Ω/2W ; au bout de 2 ans et à quelques semaines d'intervalle, les 2 me sont revenus avec une 150Ω/2W grillée : j'ai remplacé (gracieusement of course) les 2 résistances par des 5W, ainsi que les EZ81 par sécurité et "geste commercial" (tout en bafouillant probablement des excuses embrouillées, le rouge au front de la honte … )

[Pote Gui]

Yep, merci pour ces éclaircissements et le retour d'expérience. J'ai troqué mes 3W contre des 5W, ce qui, en faisant jouer le facteur 1,5, me laisse une marge de manœuvre de 2W sur la capacité de la résistance à dissiper la chaleur générée. Idéalement, il faudrait une 7W mais j'en ai pas sous la main donc...
Petite info supplémentaire en zieutant la datasheet de résistances vitrocéramiques Welwyn : la température du composant pour une résistance de 7w dissipant seulement 3w, monterait d'après le graph à environ 150°C; pas étonnant qu'on s'y brûle les doigts!

Graph T°C Welwyn.pdf

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nb : il s'agit de la courbe W22.

[Myn Donos]

Par contre tes doigts sont une bonne indication car la valeur RMS est celle qui provoque un échauffement identique à une valeur DC à travers d'une résistance, tu devrais louer tes services à prix d'or !

C'est comme ça qu'on répare les amplis RF à transistors Celui qui ne chauffe pas, ben il est mort et c'est réglé

Plus sérieusement : effectivement pas évident de calculer la valeur RMS de la tension aux bornes de la résistance 330Ω, vue la tronche de la courbe (la tension RMS c'est la surface entre la courbe et l'axe des X, fastoche non ? )

C'est pas de l'intégrale (me souviens plus) qu'il faut faire? Tu peux pas utiliser cette fonction en exportant les courbes?

Petite info supplémentaire en zieutant la datasheet de résistances vitrocéramiques Welwyn : la température du composant pour une résistance de 7w dissipant seulement 3w, monterait d'après le graph à environ 150°C; pas étonnant qu'on s'y brûle les doigts!

On a un ampli au boulot qui contient une résistance tenant 150W je crois de mémoire (un barreau de chaise...). En fonctionnement, sa température est de 250°C. Au début je croyais qu'il y avait une panne, mais non

A bientôt!!!

[vitriol82]

Salut, je suis de retour!

Il faut orienter la réflexion différemment et se demander quel est le courant qui traverse la résistance. C'est celui qui traverse la diode et celui ci n'est pas constant, en gros la diode conduit que 10% de la période avec un pic en AC qui fait env 10 fois la valeur DC.
On est plus en régime sinus mais en régime pulsé.
J'aurais tendance dans ce cas à prendre un coefficient de 10 pour la puissance de la résistance
Je mettrais en image mes propos dans le week end

[Pote Gui]

Ah, ah, coeff 10! Nom de chien, c'est le plat de résistance ! Faut pas faire l'impasse au bac dessus! Bon, bref... ça change pas mal de choses quoi.
À savoir tout de même que ma résistance de 5W, si elle chauffe beaucoup, ne fume pas pour l'instant. Donc, on doit être dans les clous; mais si on parle tenue dans le long terme et fiabilité du montage, une 10W ou plus serait nettement plus adaptée. Ce qui rejoindrait donc le calcul avec un coeff 10...
J'ai bien hâte de lire la démo de jojo en tout cas!