Pont diviseur de tension
Comme son nom l’indique la fonction d’un pont diviseur de tension est d’obtenir une tension de sortie par « division » d’une tension d’entrée :
la tension de sortie du pont \(U_s\) est égale à une portion de la tension d’entrée \(U_e\).
Avantages :
- Simplicité de réalisation
Inconvénients :
- Consommation de courant : \(I\) ne peut pas être complètement nul
- Inadapté pour la transmission de puissance : le courant de sortie \(I_s\) doit être nul
Calculs
Les relations caractérisant le fonctionnement du pont diviseur de tension sont les suivantes :
Lois d’Ohm :
\(\large{U_1=R_1\;I}\)
\(\large{U_2=U_s=R_2\;I}\)
\(\large{U_e=U_1+U_2}\)
On en déduit :
\(\bbox[10px,border:2px solid black]{\Large{U_s=\frac{R_2}{R_1+R_2}U_e}}\)
Le courant consommé par le pont peut être calculé grâce à la loi d’Ohm :
\(\bbox[10px,border:2px solid black]{\Large{I=\frac{U_e}{R_1+R_2}}}\)
Utilisations
Conditionnement de signal
Division de tension
Lorsque l’amplitude d’un signal \(U_e\) est trop élevé (inadapté à l’entrée d’un convertisseur A-N par exemple), on utilise un pont diviseur de tension pour obtenir un signal \(U_s\) d’amplitude compatible avec le composant qui doit le traiter.
Rappel : un signal étant fonctionnellement destiné à du transport d’information, les courants dans le pont seront très faibles.
Conversion Résistance-Tension
Pour convertir en tension \(U\) une résistance variable \(R\) (capteur résistif par exemple), on place cette dernière dans un pont diviseur de tension alimenté par une tension de référence (constante) \(U_O\), à coté d’une résistance constante \(R_0\).
Il existe deux montages possibles :
\(\bbox[10px,border:2px solid black]{\Large{U=\frac{R}{R_0+R}U_0}}\)
\(\bbox[10px,border:2px solid black]{\Large{U=\frac{R_0}{R_0+R}U_0}}\)
Voir des exemples dans les activités « mesurer une luminosité » ou encore « génératrice tachymétrique« .
L’évolution de la tension de sortie n’est pas linéaire, et ne couvre pas toute l’étendue de la tension de référence \(U_0\) :
Potentiomètre
Les potentiomètres sont très souvent utilisés en pont diviseur de tension :
