Exercice 1 : Redresseur monophasé

Un redresseur à pont de diodes alimente une charge résistive R=15Ω sous U_eff=30V AC.

1. Calculer la tension moyenne en sortie
2. Déterminer le courant moyen dans la charge

Exercice 2 : Onduleur triphasé

Un onduleur alimente un moteur avec U_DC=600V et modulation MLI.

1. Calculer la valeur efficace de la tension phase-neutre pour α=0.7
2. Déterminer la tension composée efficace

Exercice 3 : Hacheur série

Un hacheur abaisseur avec α=0,4 alimente une charge de 24V/5A à partir d’une source 60V.

1. Calculer la fréquence de découpage si L=10mH
2. Déterminer la valeur critique du condensateur de filtrage

Exercice 4 : Gradateur monophasé

Un gradateur alimente une charge 230V/2kW avec un angle d’amorçage de 90°.

1. Calculer la puissance fournie
2. Déterminer le courant efficace

Exercice 5 : Pertes dans un convertisseur

Un onduleur de 5kW a un rendement de 96%. La tension d’entrée est 48V DC.

1. Calculer la puissance perdue
2. Déterminer le courant d’entrée

Exercice 6 : Dimensionnement d’un redresseur

Un redresseur triphasé doit fournir 400V DC à 150A avec une ondulation <5%.

1. Calculer la capacité du filtre
2. Choisir les diodes (Vrrm > 2×Vmax)

Exercice 7 : Convertisseur DC/DC

Un hacheur élévateur convertit 12V en 24V avec I_sortie=3A et f=20kHz.

1. Calculer le rapport cyclique α
2. Déterminer L pour ΔI_L < 10% de I_L

Exercice 8 : Facteur de puissance

Un redresseur non corrigé a un facteur de puissance de 0,65 sur réseau 230V/16A.

1. Calculer la puissance apparente
2. Déterminer la capacité pour corriger à 0,95 (f=50Hz)

Exercice 9 : Thyristor

Un thyristor est utilisé dans un gradateur (230V/50Hz) avec I_T(RMS)=15A.

1. Calculer I_T(AV) pour une onde sinusoïdale tronquée à 90°
2. Déterminer P_dissipée si V_TM=1,5V et R_th=0,8K/W

Exercice 10 : Application industrielle

Un variateur de vitesse pour convoyeur utilise un redresseur, un bus DC et un onduleur MLI.

1. Schématiser l’architecture complète
2. Expliquer le rôle du bus DC
3. Citer 2 avantages de cette structure

Ces exercices couvrent les principales compétences sur les convertisseurs statiques au programme du Bac STE.