Tensions alternatives. I Tension alternative et tension continue. Correction

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1 s alternatives I alternative et tension continue On a vu que lors de la création d'un courant dans un système par induction électromagnétique que le courant changeait de sens. Prenons un générateur délivrant ce type de signal électrique. Quel montage, comportant des DEL, peut-on faire pour montrer ce changement de sens? R2 Correction a. Montage Branchons une pile ou un générateur de tensions alternatives (qui délivre un signal électrique similaire à l'alternateur) sur un montage comportant deux DEL en parallèles mais inversées. ne résistance protège les DEL. G Avec le générateur de tension alternative Avec la pile b. Observation Pour le générateur alternatif, les deux DEL s allument (alternativement) alors que pour la pile, une seule DEL s allume. Si le signal du générateur est lent, on peut observer un clignotement. Si le signal du générateur est rapide, l'oeil ne perçoit pas le clignotement et les deux diodes semblent allumées simultanément. c. Conclusion n générateur de tension alternative délivre une tension dont la polarité au cours du temps change engendrant un changement du sens du courant. Les pôles positif et négatif changent dans le temps. ne pile génère une tension continue, qui ne varie pas dans le temps, le sens du courant ne varie pas.

2 II sinusoïdale d un GTBF a. Voir activité b. Propriétés d'une tension alternative sinusoïdale (V) maximale : Alternance positive t (s) Alternance négative On observe que la tension possède un motif qui se répète au cours du temps. Ce motif possède deux... symétriques : une positive et une négative. Durant l alternance positive la tension monte à une tension maximale notée tandis que l'aternance négative descend à une tension minimale notée min La forme en vague est une forme sinusoïdale avec des symètries. Dans ce cas min - Lorsque les effets des deux alternances se compensent, dans le temps, on a une tension alternative. III La mesure de la tension maximale (max) à l'aide d'un oscilloscope Sensibilité verticale 2V/div On mesure donc 3 x 2 6V Avec balayage Sans balayage a. n peu de vocabulaire n oscilloscope possède un canon à électrons. Ces électrons heurtant l'écran (en faisant apparaître un spot) peuvent être déviés par une tension extérieure grâce à un système de plaques électriques. Voir le petit film en lien.

3 La déviation verticale du spot est proportionnelle à la tension appliquée (branchement des deux fils dans la borne de masse et dans la borne Y). On peut utiliser ainsi cet appareil pour mesurer une tension. n bouton de réglage permet d'obtenir une échelle verticale de tension (gros bouton JANE - V/DIV) en faisant varier l'amplification interne. C'est le bouton de «sensibilité verticale». Ce bouton permet d'étaler au mieux la déviation verticale et de mesurer au mieux la déviation due à la tension sur l'axe vertical (les ordonnées) n oscilloscope possède une grande résistance, il se comporte comme un voltmètre. C'est un isolant pour un circuit. Il peut mesurer des tensions mais n'est absolument pas un générateur! Il se branche en dérivation. La figure observée sur l'écran est un oscillogramme. L'écran de l'oscilloscope comporte des divisions (div). Ce sont de grands carreaux. L'écran de l'oscillogramme fait donc 10 divisions horizontales sur 8 divisions verticales Le balayage horizontal est créé par une tension automatique interne qui permet d'obtenir une échelle temporelle sur l'écran sur l'axe horizontal (les abscisses). C'est le gros bouton ROGE (T/DIV). Si l'on ne désire pas cette fonction il suffit de se placer sur XY. b. Activité : utilisation d'un oscilloscope

4 IV Mesure d'une tension avec un voltmètre a. efficace ne tension alternative sinusoïdale a une valeur moyenne nulle (l'alternance positive compensant l'alternance négative). Malgré tout l'effet d'une tension alternative n'est pas nulle car une lampe (par exemple) peut s'allumer. En effet, une lampe ne perçoit pas le sens du courant. Il y a donc une transformation d'énergie par la lampe (électrique > thermique) lorsque la tension n'est pas nulle. Lorsqu'on mesure une tension alternative avec un voltmètre, il faut utiliser un réglage spécial mesurant l'efficacité de cette tension dans cette conversion d'énergie pour un dipôle tel qu'une lampe. Cette tension mesurée est la tension efficace ( eff ou ). Celle-ci est une tension intermédiaire entre la valeur maximale et une tension nulle. Elle correspond, énergétiquement, à une tension continue qui aurait le même effet (en moyenne). b. Activité F2 Mesurer à l'aide d'un oscilloscope la tension maximale et d'un voltmètre la tension efficace d'un générateur délivrant différents types de tension alternatives. «motif triangulaire» «motif sinusoïdal» «motif carré» La théorie permet de calculer le rapport /. Pour une tension sinusoïdale, la valeur théorique est 2. Ce rapport est variable selon le type de tension alternative. / 2 Pour une tension alternative sinusoïdale ou max 2

5 III b. Activité : utilisation d un oscilloscope Réglages de l oscilloscope : Savoir régler l'oscilloscope F2 Bouton 1 : marche/ arrêt Mettre en fonctionnement Bouton 6 : mode alternatif ( ) / toutes tensions ( ) / sans tension (0) Mettre en fonctionnement sans tension. Bouton 4,5 : centrage (horizontal et vertical) du spot au centre de l écran à réaliser en l absence de tension ou en mode sans tension (0) Placer le spot au centre de l écran Boutons 2 et 3 : réglage du spot (intensité lumineuse et focalisation). Régler pour obtenir un spot lumineux et de petite taille Trous 7 et 8 (masse borne de référence > le COM du multimètre) : application de la tension à étudier. Brancher la tension à étudier entre ces deux bornes puis basculer le bouton 6 sur le mode alternatif ou toutes tensions. Bouton 9 : calibre permettant donner une échelle de tension en réglant l amplification de la tension (déviation verticale) Régler la sensibilité verticale pour obtenir un étalement vertical maximal. Bouton 10 : bouton de balayage optimisé pour observer au mieux le motif. Obtenir un étalement convenable à l écran pour mesurer. Activité F2 Mesure de trois tensions inconnues Mesure tension n 1 Mesure tension n 2 Mesure tension n 3

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