Tension
alternative
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-Distinguer signal continu et signal alternatif sur un oscillogramme. - représenter graphiquement un oscillogramme d'une tension continue et d'une tension alternative. - Déterminer numériquement la tension maximale à partir d'un oscillogramme. - Calculer la valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale à l'aide d'un oscillogramme |
L'oscilloscope permet de visualiser l'évolution de la tension au cours du temps.
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Le schéma
de l'oscilloscope est :
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Un oscilloscope se branche en dérivation (aux borne du dipôle dont on veut étudier la tension) exactement comme un voltmètre.
Le graphique obtenue par l'oscilloscope s'appelle un oscillogramme
Voici les deux oscillogrammes principaux que l'on obtient en branchant l'oscilloscope aux bornes de dipôles courants:
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Les
tensions continues sont obtenue aux bornes des piles .
Les tensions alternatives sinusoïdales sont obtenues aux bornes des
générateurs en position ~ et sur les prises E.D.F. de nos habitations.
Alternative: car la tension alterne de façons identiques, une fois positive et une fois négative
Sinusoïdale: Car la courbe obtenue est celle d'une courbe bien connue des matheux, la sinusoïde.
En électronique, il existe des tensions alternatives en créneaux entre autres.
Il existe aussi des tensions variables mais non alternative.
Etude
d'oscillogrammes - tension efficace:
à
On branche l'oscilloscope au borne d'un générateur de courant alternatif.
L'oscilloscope est réglé sur: 5V/div (5 Volts par divisions) en verticale et 2 ms/div (2 milliseconde par division) en horizontale et on obtient l'oscillogramme suivant:
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On
remarque qu'un même motif se répète indéfiniment :
La longueur de ce motif s'appelle la période (T) Ici, la période vaut 2 ms/ div ×2,5 div c'est à dire: T = 5 ms (= 0,005 s) 1s divisée par 0,005: il y a 200 motifs par secondes: c'est grandeur s'appelle la fréquence (f) et se mesure en Hertz (Hz) f = 200 Hz f = 1/T En Europe, les habitations sont alimentée par une tension alternative sinusoïdale de fréquence 50 Hz (aux USA : 60 Hz)
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Et avec un voltmètre, que mesure-t-on ?
Les anciens voltmètres (à aiguilles) utilisaient l'effet thermique du courant électriques:
Une tige de métal soumise à une tension s'échauffe et donc s'allonge et plus la tension est grande plus la tige s'allonge.
Si on enroule la tige en spirale, l'effet sera le même et en mettant une aiguille à une extrémité, on verra l'aiguille se déplacer en faisant varier la tension électrique.
En adaptant le cadran, on obtient un voltmètre.
Revenons à notre tige en métal:
- Si on lui applique une tension alternative de valeur maximale 325 V , la longueur de la tige ne va pas osciller comme la valeur de la tension, mais la tige va s'allonger d'une certaine longueur.
Soumettons-la à une tension continue. Pour qu'elle s'allonge de la même manière que précédemment, il faudrait que cette tension continue soit de 230V. Cette tension s'appelle la tension efficace: Ueff
La tension efficace d'une tension alternative est la valeur de la tension continue qui aurait le même effet thermique
Il existe une relation entre U max et Ueff :
c'est à dire :
Avec
=
1,424213562 (mais 1,4 suffira!)
Ainsi, l'alimentation dans nos habitation est du 230V efficace
De la même manière:
ou
L'oscilloscope
