Fonctionnement des gradateurs

Dans la dernière section, nous avons vu qu’un gradateur allume et éteint rapidement un circuit d’éclairage pour réduire l’énergie qui circule vers un interrupteur d’éclairage. L’élément central de ce circuit de commutation est un interrupteur à courant alternatif triode, ou triac.

Un triac est un petit dispositif semi-conducteur, similaire à une diode ou à un transistor. Comme un transistor, un triac est constitué de différentes couches de matériau semi-conducteur. Cela inclut le matériau de type N, qui a de nombreux électrons libres, et le matériau de type P, qui a de nombreux « trous » où les électrons libres peuvent aller. Pour une explication de ces matériaux, consultez le fonctionnement des semi-conducteurs. Et, pour une démonstration du fonctionnement de ces matériaux dans un simple transistor, voir Comment fonctionnent les amplificateurs.

Voici comment les matériaux de type N et de type P sont disposés dans un triac.

Vous pouvez voir que le triac a deux bornes, qui sont câblées à deux extrémités du circuit. Il y a toujours une différence de tension entre les deux bornes, mais elle change avec la fluctuation du courant alternatif. En d’autres termes, lorsque le courant se déplace dans un sens, la borne supérieure est chargée positivement tandis que la borne inférieure est chargée négativement, et lorsque le courant se déplace dans l’autre sens, la borne supérieure est chargée négativement tandis que la borne inférieure est chargée positivement.

La grille est également câblée dans le circuit, par l’intermédiaire d’une résistance variable. Cette résistance variable fonctionne de la même manière de base que la résistance variable dans l’ancienne conception du variateur, mais elle ne gaspille pas autant d’énergie générant de la chaleur. Vous pouvez voir comment la résistance variable s’intègre dans le circuit dans le schéma ci-dessous.

Alors que se passe-t-il ici? En un mot:

Dans la section suivante, nous examinerons ce processus plus en détail.