Pont diviseur de tension

Le pont diviseur de tension est un montage élémentaire en électronique qui permet de partager une tension entre plusieurs résistances connectées en série. A l'aide de la solution de simulation électronique LTSpice, réalisez le schéma ci-dessous :

Schéma pont diviseur de tension 

Enoncé:

1. Configurez les différents éléments de ce montage tels que :

  • la tension continue de 12V pour \( U_{E1} \).
  • la résistance \( R_{1} = 100Ω \)
  • la résistance \( R_{2} = 100Ω \)

2. Exécutez la simulation à l'aide de la touche F5 ou à partir du menu Simulate ensuite Run

3. A l'aide de la probe, déterminez la valeur de la tension \( U_{AB} \), soit la tension aux bornes de la résistance \( R_{1} \). Que constatez-vous ?

4. Remplacez la résistance \( R_{2} = 100Ω \) par une autre \( R_{3} = 200Ω \). Déterminez la nouvelle valeur de la tension \( U_{AB} \) de la même manière que l'étape précédente à l'aide de la probe. Que remarquez-vous ?

Correction du travaux dirigés

Avec la solution de simulation LTSpice, nous pouvons modéliser le schéma ci-dessus tout en respectant les différentes valeurs demandées dans l'énoncé de ce travail dirigé comme suit:

Modélisation sous LTSpice du Pont diviseur de tension

A l'aide de la la touche F5, vous pouvez maintenant lancer la simulation et une fenêtre s'ouvre pour vous demander les paramètres temporelles du simulateur. Dans notre cas, nous pouvons s'arrêter à 10s, pour un pas de 1s:

Paramètres de simulation LTSpice - Pont diviseur de tension

 

Une fois la simulation terminée, placez-la à l'aide de votre souris sur le câble \(U_{E1}\) et cliquez pour ajouter cette mesure et la tracer. Ajouter dans la fenêtre une nouvelle trace et répétez l'action pour ajouter la tension \(U_{Output} \) qui n'est que notre tension à mesurer \( U_{AB} \)

Résultat de la simulation 1

Nous remarquons ainsi, que la tension \( U_{AB} \) ne représente que la moitié de la tension à l'entrée de notre circuit \(U_{E1}\). Soit \( U_{AB} = \frac{1}{2}U_{E1} \).

Remplaçons maintenant \( R_{2} = 100Ω \) par une autre résisstance de valeur \( R_{3} = 200Ω \). 

Paramètre de la résistance R3

Simulons maintenant de nouveau notre circuit électrique à l'aide de la touche F5, nous remarquons que la trace (U_{Output} \) change de valeur et qu'elle est maintenant égale à 8V.

Résultat de la simulation 2

En appliquant les lois d'Ohm et les deux loi de Kirchhoff, nous pouvons écrire \( U_{AB} = \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}}U_{E1} \).

Soit donc \( U_{AB} = \frac{200}{100 + 200} \cdot 12V = \frac{2}{3}\cdot 12 = 8V \)

Ainsi, nous constatons que la tension aux borne de la résistance \( R_{3} = 200Ω \) est deux fois supérieure à la tension aux bornes de la résistance \( R_{1} = 100Ω \).

 

Travaux dirigés

Projets LTSpice XVII

Vous pouvez télécharger les deux simulations ci-dessus en format projets LTSpice XVII nommés Exerice 1 et Exercice 2 à partir de notre espace Github :

Conclusion

Ce montage réalise donc un pont diviseur de tension. En fonction des valeurs des deux résistances \( R_{1} \) et \( R_{2} \), la tension \( U_{AB} \) est déterminée selon la relation suivante:

\[ U_{AB} = \frac{R_{1}}{R_{1} + R_{2}}U_{E1} \]

Si les résistances sont égales, \( R_{1} = R_{2} \), ce montage est appelé diviseur de tension (il s'agit d'un cas particulier d'application de ce montage appelé pont diviseur de tension)