CHAPITRE 12 L’OSCILLOSCOPE

(avec la fonction balayage) L’oscilloscope est un voltmètre perfectionné. Il permet de : * mesurer une tension * suivre l’évolution d’une tension au cours du temps (avec la fonction balayage) Observons l’écran de l’oscilloscope. En l’absence de tension, on observe un point lumineux vert (le spot) au centre de l’écran

Le spot s’est déplacé verticalement vers le haut Expérience 1 : Tension aux bornes d’une pile Connectons une pile plate de 4,5 V aux bornes de l’oscilloscope. 1er cas : La fonction balayage n’est pas enclenchée Observations : Le spot s’est déplacé verticalement vers le haut

2ème cas : La fonction balayage est enclenchée Observations : tension On observe une ligne horizontale qui représente l’évolution, au cours du temps, de la tension aux bornes de la pile. temps A retenir : La tension aux bornes de la pile ne varie pas au cours du temps : la pile délivre une tension continue.

Expérience 2 : Tension aux bornes d’un alternateur Connectons un alternateur aux bornes de l’oscilloscope (fonction balayage enclenchée) Observations : tension temps Valeurs positives Valeurs négatives La valeur de la tension varie au cours du temps : l’alternateur délivre une tension variable

De plus, la tension prend alternativement des valeurs positives puis négatives : on dit que la tension est alternative.

La valeur de la tension est proportionnelle à la hauteur h Expérience 3 : la sensibilité verticale Branchons à nouveau la pile aux bornes de l’oscilloscope La valeur de la tension est proportionnelle à la hauteur h h Le coefficient de proportionnalité est donné par un bouton de l’oscilloscope nommé «sensibilité verticale ». 

Sur cet exemple, la sensibilité verticale est : 2 V/DIV Cela signifie que chaque division verticale sur l’écran de l’oscilloscope vaut 2 V h = 2,5 DIV h U = 2 x 2,5 = 5 V

CARACTÉRISTIQUES DE LA TENSION DE L’ALTERNATEUR L’alternateur délivre une tension alternative Trois grandeurs permettent de caractériser une telle tension

Umax 1) La valeur maximale ou amplitude : Umax Umax = 2 Div soit en tenant compte de la sensibilité verticale : Umax = 2 x 2 = 4 V Umax Sensibilité verticale : 2 V/ DIV

2) La période : T Lorsqu’on observe la tension délivrée par l’alternateur, on voit que le même motif se répète sans cesse. T

La durée de ce motif représente la période de la tension notée T Sur l’exemple ci-dessus, la période vaut 3 DIV T = 3 DIV On regarde ensuite la valeur du balayage : 10 ms/DIV On en déduit : T = 3 x 10 ms = 30 ms = 0,030 s La valeur de la période d’un alternateur dépend bien sur de la vitesse de rotation du rotor.

3) La fréquence : f Par définition la fréquence est l’inverse de la période f =1/T avec f en hertz (Hz) et T en seconde (s) Ainsi pour T= 0,030 s on a f = 1/0,030 = 33 Hz

Sensibilité verticale (SV): Exercice 1 Déterminer l’amplitude, la période et la fréquence de la tension représentée ci-dessous. Sensibilité verticale (SV): 2 V / Div Balayage (BT) : 5 ms/ Div

Umax = 3 Div Umax Umax = 3 x 2 = 6 V T T = 8 Div T = 8 x 5 = 40 ms = 0,04 s f = 1/T = 1/0,04 = 25 Hz

Sensibilité verticale (SV): Exercice Déterminer l’amplitude, la période et la fréquence de la tension représentée ci-dessous. Sensibilité verticale (SV): 5 V / Div Balayage (BT): 0,2 ms/ Div

Umax = 2 Div Umax Umax = 2 x 5 = 10 V T T = 4 Div T = 4 x 0,2 = 0,8 ms = 0,0008 s f = 1/T = 1/0,0008 = 1250 Hz