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Chapitre n°7 Tension électrique aux bornes des prises de courant : une tension alternative troisième Année scolaire 2007 - 2008.

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1 Chapitre n°7 Tension électrique aux bornes des prises de courant : une tension alternative troisième Année scolaire

2 A la fin du chapitre, je dois être capable de : Identifier une tension continue et une tension alternative. Reconnaître le motif élémentaire dune tension périodique. Déterminer graphiquement la valeur maximum et la période dune tension périodique. Déterminer la période, la fréquence et la valeur maximum à partir dun oscilloscope. Régler un oscilloscope. Construire une représentation graphique à partir dun tableau de mesures.

3 1. Comparons la tension aux bornes dune pile avec la tension aux bornes des prises de courant. Informations utiles : 1.Une alimentation produit un courant continu. 2.Un GBF produit un courant alternatif équivalent à une prise de courant. 3.Une DEL sallume seulement quand son sens passant correspond au sens du courant. + Sens passant de la diode + Observation : la DEL reste éteinte. Observation : la DEL sallume. On ferme linterrupteur dans les deux circuits.

4 DEL n°1 DEL n°2 GBF + DEL n°1 DEL n°2 Alimentation courant continu (pile) courant alternatif (prise) Objectif 1 : Quel est le sens du courant alternatif ? 1.Notez vos observations pour chaque montage. 2. Que pouvez-vous de ces observations sur le sens du courant dans le cas dun courant continue et dun courant alternatif ?

5 Un courant continu circule dans un sens unique (de la borne + vers la borne – de lalimentation). Un courant alternatif change de sens alternativement. A retenir

6 Objectif 2 : A quoi ressemblent une tension continue et une tension alternative ? On va mesurer la tension continue aux bornes dune alimentation tous les 20 secondes pendant 3 minutes. ? Tableau 1 On va mesurer la tension alternative aux bornes dun GBF tous les 10 secondes pendant 3 minutes. ? Tableau 2 Représentez sur une feuille de papier millimétrée la tension continue et la tension alternative en fonction du temps. Axe des abscisses : temps en seconde Axe des ordonnées : la tension en volt

7 . Tension continue : tension aux bornes dune pile. Tension alternative : tension aux bornes dun GBF. Une tension alternative est une tension variable qui prend des valeurs alternativement positives et négatives. Une tension continue garde la même valeur au cours du temps. A retenir Ecrivez la définition dune tension continue et dune tension alternative.

8 Repasser un rouge le motif élémentaire qui se répète à lidentique au cours du temps.. Tension continue : tension aux bornes dune pile. Tension alternative : tension aux bornes dun GBF. Une tension alternative est périodique quand on peut décomposer sa courbe en motifs élémentaires qui se répètent à lidentique dans le temps. A retenir

9 En résumé : Tension continue : valeur unique. Tension alternative : valeurs positives et négatives. Tension périodique : motif qui se répète dans le temps. Identifiez ces trois tensions : Tension alternative et périodique Tension continue Tension périodique

10 2. Les caractéristiques dune tension alternative périodique. Peut-on trouver un nombre réduit de paramètres pour identifier totalement une tension alternative périodique ? Oui, il y a 3 paramètres : la période, la fréquence et la tension maximale.

11 Mesurez sur votre courbe la valeur de la période. T = 100 s Dans la pratique, on mesurera la période entre deux sommets consécutifs. La période est la durée du motif élémentaire. On la note T. Lunité de la période est la seconde. A retenir

12 Calculez la fréquence de votre tension alternative. Je dois convertir la période en seconde pour utiliser cette relation. On calcule la fréquence avec la relation : f = 1 / T f = 1/ 100 = 0,01 Hz La fréquence est le nombre de motifs élémentaires en 1 seconde. On la note f. Lunité de la fréquence est le Hertz (Hz). A retenir

13 Mesurez sur votre courbe la valeur maximale de la tension. U max = 4,3 V La valeur maximale de la tension est la plus grande valeur de la tension. On la note U max. A retenir

14 3. Lutilisation dun oscilloscope Comment faire pour visualiser une tension alternative quand la période est de plus en plus petite ?

15 Un oscilloscope affiche une tension électrique en fonction du temps. A retenir En pratique, on règle les deux boutons pour obtenir une courbe sur lécran la plus grande possible avec au moins deux sommets visibles. Étapes pour régler le « zéro » Étapes pour obtenir la courbe la plus grande sur l écran.

16 temps Tension 0 Cest léchelle sur laxe horizontal : laxe des temps. en ms/carreau ou en µs/carreau Cest léchelle sur laxe vertical : laxe des tensions. en V/carreau ou en mV/carreau En pratique, on règle les deux boutons pour obtenir une courbe sur lécran la plus grande possible avec au moins deux sommets visibles.

17 Vous pouvez trouvez un simulateur doscilloscope à ladresse :

18 Cest léchelle sur laxe horizontal : laxe des temps. 2 ms/carreau Comment mesurer la période T avec un oscilloscope? T La période correspond à 3 carreaux. La période est donnée par la relation : T = 3 x 2 = 6 ms La période T est de 6 millisecondes

19 Comment mesurer la valeur maximale de la tension U max ? La tension maximale correspond à 2 carreaux. La tension maximale est donnée par la relation : U max = 2 x 2 = 4 V Cest léchelle sur laxe vertical : laxe des tensions. 2 V/carreau U max

20 4. Peut-on utiliser un multimètre dans le cas dune tension alternative ? Un voltmètre en position AC mesure la tension efficace (notée U eff ). A retenir Y a-t-il une relation entre la tension maximale U max et la tension efficace U eff ?

21 Tension alternative périodique 1 Mesurez la tension maximale U max et la tension efficace U eff ? Calculez le rapport U max / U eff. Oscilloscope. Voltmètre en position AC. La tension maximale correspond à 3 carreaux. Léchelle sur laxe horizontale est réglée sur 2 V par carreau. Un voltmètre en position AC mesure la tension efficace. U max = 3 x 2 = 6 V U eff = 3,9 V

22 Mesurez la tension maximale U max et la tension efficace U eff ? Calculez le rapport U max / U eff. Tension alternative périodique 2 Voltmètre en position AC. U max = 1 x 2 = 2 V U eff = 1,4 V

23 Mesurez la tension maximale U max et la tension efficace U eff ? Calculez le rapport U max / U eff. Tension alternative périodique 3 Voltmètre en position AC. U max = 2 x 5 = 10 V U eff = 6,4 V

24 1. Comparez les rapports U max / U eff à 2, ½, Déduisez la relation qui relie la tension maximale et la tension efficace dune tension alternative périodique ? Ecrivez la dans votre cours. Tension alternative périodique 1 U max / U eff = 6 / 3,9 = 1,5 Tension alternative périodique 2 U max / U eff = 2 / 1,4 = 1,4 Tension alternative périodique 3 U max / U eff = 10 / 6,4 = 1,5 2. La tension maximale et la tension efficace sont reliées par : U max / U eff = Les trois résultats se rapprochent plus de 2 ( 1,4).

25 On peut calculer la tension efficace par la relation : U eff = U max 2 A retenir Retour au site du collège Robert Doisneau


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