LES CARACTERISTIQUES D'UNE
TENSION ALTERNATIVE
1°) Utilisation de l'oscilloscope
Un oscilloscpe permet de visualiser l'évolution de la tension U au cours du temps :
Axe vertical (ordonnée ) : pour la tension U
Axe horizontal (abscisse) : pour le temps t
Puisqu'un oscilloscope mesure une tension, il se branche donc
en dérivation (comme un voltmètre)
La courbe affichée à l'écran de l'oscilloscope s'appelle un oscillogramme.
vitesse de balayage : 5 ms / div
sensibilité verticale : 5 V / div (on utilise la voie Ya)
2°) La période T
La courbe est constituée d'un motif qui se reproduit identique à lui-même (motif
dessiné en rouge) : on dit que la tension est périodique.
définition : La période, notée T, correspond à la durée d'un motif.
Son unité est la seconde.
Calcul de la période T :
T = 4 div x 5 ms/div
T = 20 ms = 0,02 s
|
s
|
colonne des déciseconde (ds) |
colonne des centiseconde (cs) |
ms
|
|
|
La colonne n°2 est celle des déci, la n°3, celle des centi
1 s = 1000 ms
1 ms = 0,001 s
3°) La fréquence f
définition : La fréquence, notée f, correspond au nombre de fois que
le motif se répète en 1 seule seconde.
L'unité de fréquence est le hertz (symbole Hz).
Calcul de la fréquence f :
f = 1 / T = 1/0,02
f = 50 Hz
Remarque : La fréquence du secteur (=aux bornes des prises) est de
50 Hz en France, et de 60 Hz aux USA
4°) L'amplitude Um
définition : L'amplitude, notée Um, est la valeur maximale
que prend cette tension mesurée à partir de la trace 0 volt.
Calcul de l'amplitude Um :
Um = 2 div x 5 V/div
Um = 10 V
EXERCICE D'ENTRAÎNEMENT(calcul de Um, T et f)
5°) La tension efficace U
Un oscilloscope et un voltmètre sont connectés aux bornes de sortie d'un GBF.
- A l'aide de l'oscilloscope, on mesure l'amplitude Um = 10 V.
- A l'aide du voltmètre, réglé sur Vac (= tension en alternatif), on mesure la tension efficace
U = 7,07 V. (Donc U < Um). Le voltmètre indique une valeur constante alors que la tension alternative varie au cours du temps. La valeur indiquée par le voltmètre est appelée tension efficace U.
Cherchons la relation entre l'amplitude Um et la tension efficace U :
Um = 10 V
U= 7,07 V
Sur les appareils électriques, les valeurs des tensions alternatives indiquées
sont les valeurs efficaces.
Pour les appareils qui se branchent sur le secteur (= dans les prises) : U = 220 V .
Calculons l'amplitude Um de la tension du secteur :
Pour la tension du secteur :
-
l'amplitude Um = 311 V
-
la tension efficace U = 220 V