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Filtrage composante continue du secteur

Le <a href="http://www.elektor.fr/bienentendu" target=_blank><U>livre</U></a> de Francis Ibre

Postby escartefigue33 » Mon Jun 25, 2012 12:00 am

Bonsoir,
+1..
Mon voltmètre HP34401 ne mesure aucune tension continue significative, moins de 50µV sur un secteur de 226V, dans un environnement de labo assez perturbé.
Je me demande comment une composante continue peut être superposée à une tension alternative sur le réseau.
Sur un réseau domestique, le neutre est connecté à la terre au niveau du transformateur EDF, la phase va donc se balader symétriquement par rapport au neutre.
Alors une tension continue par rapport à quoi ? la terre ?...
Il est par contre possible qu'il y ait une dissymétrie des alternances, dues à la réinjection dans le réseau, de plus en plus fréquente aujourdhui à cause des installations solaires ou des éoliennes.
Celà devrait être facile à vérifier en mesurant la charge crête d'un condensateur (non polarisé) sur les deux alternances à travers deux diodes.
Dans tous les cas ce n'est pas le montage avec deux diodes opposées et deux condensateurs qui peut résoudre le problème.

Cdlt,
GéGé
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Postby escartefigue33 » Mon Jun 25, 2012 12:00 am

Je dois préciser également qu'aucune tension continue ne peut passer la barrière que constitue un transformateur.
Or, la distribution du secteur fait appel à de nombreux transformateurs depuis la centrale EDF, et la quasi-totalité des appareils électriques à part les radiateurs et les lampes à filament, sont raccordés au secteur également à travers un transformateur.

La symétrisation à la rigueur, à l'aide d'un transfo à point milieu, pourrait (peut être) apporter un meilleur équilibre des potentiels, bien que je n'y croie pas trop.
Ce qui est certain c'est qu'un transformateur de séparation des circuits constitue le meilleur moyen de s'affranchir des petits désagréments véhiculés par le secteur comme impulsions EDF ou trames CPL.
Il ne faut pas oublier que la plupart de nos appareils audio fonctionnent en courant continu filtré et qu'il ne reste plus grand chose en matière de signaux périodiques indésirables après ce traitement.
Quand une installation audio est correctement réalisée, avec de bonnes références signal et des câbles qui ne constituent aucune boucle de masse, aucun bruit ne vient perturber les plus délicats passages musicaux...
Je rappelle qu'on peut télécharger sur Qobuz une plage de silence total numérique bien utile...
Avec celà vous vous rendrez compte peut être que le bruit résiduel ne provient pas forcément du secteur...
Cdlt,
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Postby luxman forever » Mon Jun 25, 2012 12:00 am

Bonsoir,

Il suffit de brancher un appareil avec un simple redressement mono alternance........ certains sèche-cheveux ou autre bidules conçus de façon assez primaire.........

Gégé..tu as de la chance chez toi...............il y a une différence entre pollution et débris sur le réseau et la présence d'une composante DC..

Le transfo ne laisse pas passer leu DC.... mais il l'encaisse.............et proteste..........

1 volt DC sur un enroulement primaire de 10 ohm, produit un courant de 0.1 A....................perdu..pour le travail.........l'induction n'y peut pas grand chose ..........le transfo chauffe inutilement et son pouvoir capacité est partiellement consommé par un courant continu............
Après blocage du CC.......les transfos baisent leur température de service.... ainsi que leur ronflement ( surcharge ) éventuel.

Cordialement

Frank
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Postby luxman forever » Mon Jun 25, 2012 12:00 am

Bonsoir à tous.

Lundhal............. : In our C-core mains transformers, a very small air-gap is used to compensate for any DC unbalance in the mains outlet.

Cordialement

Frank
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Postby escartefigue33 » Mon Jun 25, 2012 12:00 am

Bonjour Frank,
Tu n'as pas répondu à la question : une tension continue par rapport à quoi ? comment on la mesure ?
Compte tenu de l'impédance du réseau, je doute qu'un simple sèche cheveux puisse imposer une tension continue même de l'ordre d'un petit volt.
La qualité du secteur n'est pas l'apanage des systèmes audio, elle est très surveillée dans l'industrie, les laboratoires etc...
J'ai passé plusieurs jours à diagnostiquer les anomalies du secteur dans une fonderie qui emploie trois fours à induction dont un de 750kW.
Aucune composante continue sur le secteur, autant que je me souvienne...
Cdlt,
GéGé
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Postby francis ibre » Tue Jun 26, 2012 12:00 am

Bonsoir à tous,

une tension continue apparait dès qu'un courant non symétrique est fourni à travers une impédance non négligeable.

Evidemment, avec une charge purement résistive telle qu'un chauffage ou un four, et un réseau à très très faible impédance, capable de fournir 2000 A... on ne peut pas voir apparaitre de tension continue !

Mais avec une charge non linéaire, tirant sur une ligne en 2,5 mm² de quelques dizaines de mètres, et présentant typiquement quelques ohms en BF, on peut constater une fraction de volt de continu.

Sur un primaire de transfo de forte puissance (faible R) il suffit de 0,5 V continu pour que le courant correspondant sature le noyau : les ampères-tours continus au primaire ne sont pas compensés par le courant secondaire !

Francis
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Postby escartefigue33 » Tue Jun 26, 2012 12:00 am

Bonjour Francis,

Un four à induction n'est pas ce qu'on fait de mieux en matière de charge purement résistive...

Effectivement une charge non symétrique peut superposer une tension continue au secteur, mais il faut qu'elle soit sacrément importante pour fournir 0,5Vcc à un transformateur de forte puissance.
Surtout qu'avec le câblage en 2,5mm² d'une habitation ordinaire, il faut que la charge en question se trouve très près de l'élément perturbateur pour qu'il en reste assez...
Cdlt,
GéGé
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Postby francis ibre » Tue Jun 26, 2012 12:00 am

Bonsoir Gérard,

le problème est lié principalement à l'impédance du secteur.
Il suffit de 0,5 ohm pour qu'un courant efficace de 1A redressé en monoalternance, nous donne ces 0,5 V...

Il est très facile de se faire une idée de l'impédance du réseau vue de la prise murale :
- on mesure la tension **à vide** : par exemple 235 V
- on branche un appareil qui consomme 10 A, par exemple un convecteur de 2 kW
- on mesure la tension lorsque l'appareil est connecté et en marche : par exemple 230 V

- l'impédance **de source** est :
R = (U0 - U1) / I = (235 - 230) / 10 = 5 / 10 = 0,5 ohms...


Evidemment, une fois que cette composante continue est créée dans l'habitation, elle va se propager sur l'ensemble de l'installation, et elle subira une division de tension entre la résistance des lignes (entre parturbateur et appareil sensible) et la résistance du primaire du transfo concerné.

Bref : on constate parfois quelques fractions de volts continus.
Après, selon le nombre de spires primaires, la résistance du bobinage et la perméabilité du noyau, et en tenant compte de l'induction efficace dans le noyau, ces 0,5 V auront ou non un impact...

Francis
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Postby escartefigue33 » Tue Jun 26, 2012 12:00 am

Bonjour Francis,
Merci pour la formule, mais il y a très longtemps que je l'utilise pour calculer la résistance interne des batteries par exemple.
Mais que reste t'il de cette composante continue (en admettant qu'elle soit permanente) après quelques mètres de câble de 2,5mm², un connecteur secteur, un fusible, un interrupteur...

Et encore faut il trouver un appareil pourvu d'un redresseur mono-alternance et consommant au moins 230W.
J'ai beau chercher dans mes connaissances, je n'en trouve pas...

Mais soyons bien clairs, si le fait d'intercaler un petit dispositif destiné à supprimer une hypothétique composante continue permet de sublimer son installation audio, je n'y vois là encore aucun inconvénient, et en plus ça fait marcher le commerce qui en a bien besoin....

Par ailleurs, il faut savoir que la faculté de séparer le continu de lalternatif dépend de la qualité du redresseur du voltmètre par lui même, ainsi un très mauvais voltmètre "acheté au camion" trouve 0,6V là où mon HP34401 ne trouve qu'une poignée de µV
Assez curieusement, mon Fluke289 trouve lui, environ -300mV et la polarité ne change pas si j'inverse les pointes de touche !!!

Il est donc indispensable de s'assurer au préalable de la qualité du voltmètre utilisé avant d'investir...
Cdlt,
GéGé'
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Postby francis ibre » Wed Jun 27, 2012 12:00 am

Bonjour Gérard,

je donne la formule parce que tu n'es pas la seule personne à qui je m'adresse...

Que reste-t-il des 0,5 V après quelques mètres de fils ? ben... presque 0,5 V !!!

Si on alimente un transfo dont le primaire fait 20 ohms, avec une ligne de 1 ohm (c'est beaucoup...), je te laisse calculer...
Pour les autres, on aura : Udc = 0,5 x [20 / (20 + 1)] = 0,476 V...

Avec une ligne moins résistive, et/ou un transfo de plus faible ampérage, on se rapprochera encore plus des 0,5 V.


Exemples d'appareils créant du continu : j'en ai deux à la maison, je ne doute pas qu'on en trouvera bien d'autres !

- station de soudage, régulée par Triac

- gradateur de lumière pour lampe halogène (je ne l'utilise plus...)

J'ai bien l'impression que la moindre dissymétrie dans la commande du triac suffit à créer une composante continue...

A bientôt
francis
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