Transcript Tension alternative periodique

Chap 10 : Utilisation de l’oscilloscope.
L’oscilloscope
Découverte de
l’oscilloscope
Utilisation de
l’oscilloscope
1) Étude d'une tension continue à l'oscilloscope
visualisation d'un signal périodique à l'oscilloscope.swf
• Un oscilloscope permet de visualiser, sur un
écran, les valeurs d'une tension en fonction
du temps : la trace sur l'écran est un
oscillogramme.
• La valeur de la tension est donnée par :
U= nb de divisions x sensibilité verticale
La sensibilité verticale est la tension
correspondant à une division (v/div).
Exemple: ici y= 3 div et s= 2v/div
Donc U = 3x 2 = 6v
L’oscilloscope.swf
• Je retiens :
• L'oscillogramme d'une tension
continue est un segment de droite
horizontal.
• La déviation verticale du spot est
proportionnelle à la tension mesurée.
Réglage de base
Réglage de la sensibilité verticale
en tension continue
L’oscilloscope
Le réglage du
balayage
Etude d’une
tension alternative
2) Caractéristiques d'une tension alternative
périodique.
L'oscillogramme de la tension délivrée par le
générateur du collège est une sinusoïde située
de part et d'autre de l'axe central.
La période T est donnée par :T = X .B
X= nb de divisions
et B=sensibilité horizontale =nb de ms/div
Exemple: ici x= 4 div et sensibilité
horizontale = 5 ms/div
donc T = 4 x 5 = 20 ms
3) Calcul de la fréquence
Fréquence
Fréquence et
période
Pour calculer la fréquence , on doit avant
mesurer la période à l’oscilloscope. On en
déduit la fréquence par le calcul f= 1/T
La fréquence s’exprime en Hertz : elle correspond au
nombre de périodes en une seconde
Exemple: si la fréquence est de 2 Hertz (le moteur fait 2 tours
par seconde) , calculer la période du signal (temps mis par le
moteur pour faire un tour).
Solution: T = 1/f donc T = ½ = 0.5 s
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Le physicien allemand
Heinrich Rudolf Hertz qui a
apporté d’importantes
contributions scientifiques
au domaine de
l’électromagnétisme
En 1925, son neveu
Gustav Ludwig Hertz
reçut le prix Nobel de
physique (travail sur
l’atome).
Heinrich Rudolf Hertz 1857 - 1894
3) Tension efficace
Mesurons à l’aide d’un voltmètre réglé
sur la zone V ~ , la tension aux bornes
d’un générateur de tension alternative
sinusoidale.
Le voltmètre indique U = 12 V
Comparons cette valeur à la tension
U max observée sur un oscilloscope :
U max de l’oscilloscope = 17 V
La valeur indiquée par le voltmètre
n’est pas la tension maximale , on
l’appelle tension efficace. notée U eff
Video: Umax et Uff
On a : Umax / U eff = 17 / 12 = 1, 4
Ce rapport est théoriquement égal à 2
U max = 17 V
Valeur efficace d’une tension alternative
La valeur efficace d’une tension alternative sinusoïdale est la
valeur mesurée par un voltmètre en mode « alternatif » (AC).
Il existe une relation entre la valeur maximale Umax et la valeur
efficace Ueff d’une tension alternative:
Umax = √2 × Ueff
Révision
Les tensions alternatives
Caractérisation tension sinus
Utilisation oscilloscope
Construction de la courbe alternative
test
Test : tension alternative
Édumédia : oscillo 1
Édumédia : oscillo 2
Exercice 1
Correction:
La période du son émis par
le diapason occupe 4,5 div.
Donc T = 4,5 x 0,5 = 2,25
ms.
La fréquence : f = 1/T = 444
Hz.
On retrouve la fréquence du
La 3
Exercice 2
Correction:
a. Période T = 0,2 x 10 =
2 ms.
Fréquence f = 500 Hz.
b. Umax = 3 x 2 = 6 V. 3.
U = Umax/1,4 = 4,2 V.
Exercice 3
Correction:
1. Tension maximale
Umax = 6 V.
2. Le voltmètre mesure la
tension efficace U = 4,2 V.
3. Période T =30 ms ;
fréquence f = 33 Hz.
Exercice 4
1. On peut mesurer la valeur
maximale Umax de cette tension
alternative, mais pas sa période
(donc sa fréquence non plus).
2. Il faudra enclencher le
balayage horizontal, puis
mesurer sa période, puis
calculer sa fréquence.
3. Umax = 30 V, donc Ueff = 30 /
1,4 = 21,4 V.
d. Tension efficace du secteur :
Usecteur = 10,5 x 21,4 = 225 V.