La tension alternative

3e
La tension alternative
I.
Etude de la tension aux bornes d’un générateur T.B.F.
Protocole:
On branche un voltmètre aux bornes d’un générateur très basses fréquences (T.B.F.). On
reporte la valeur de la tension toutes les 10s.
Résultats:
Temps
(s)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
1
1.40
1.30
0.57
-0.50
-1.22
-1.42
-0.98
-0.2
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
0.85
1.37
1.29
0.65
-0.35
-1.18
-1.43
-1.02
-0.20
0.80
1.35
Tension
(V)
Temps
(s)
Tension
(V)
Tracé de la courbe:
On observe que:
•
La tension est variable au cours du temps.
•
Elle est alternativement positive ou négative.
•
Elle est sinusoïdale, c’est-à-dire que la courbe représentant la tension en fonction
du temps est une sinusoïde.
II.
Propriété d’une tension alternative
La courbe précédente est constituée d’un motif qui se reproduit : on dit que la tension est
périodique.
II.1 La Période:
A partir de la courbe précédente, nous isolons une période. On définit la période comme la
durée d’un motif. C’est le temps qui s’écoule pour que la tension reprenne la même
valeur, en variant dans le même sens. Elle est notée T et s’exprime en secondes (s).
II.2 La fréquence:
La fréquence notée f, correspond au nombre de motifs par seconde, c’est-à-dire au nombre
de périodes par seconde.
Entre T et f, nous avons la relation
f est exprimée en Hz ( hertz )
f=1/T
Par exemple, si la période est de 100 s alors f = (1/ 100) = 0.01 Hz. C’est une très basse
fréquence.
Série d’exercices à faire
III.
Oscilloscope et voltmètre
Que mesurent l’oscilloscope et le voltmètre ?
Mettre le sélecteur du multimètre sur V ≈ et relier ses bornes à celles du générateur
(lecture U). On fait de même en reliant les bornes du générateur à un oscilloscope (lecture
Um).
Résultats:
Um
3.2 V
6V
8V
2.28 V
4.3 V
5.60 V
Oscilloscope
U
Voltmètre
La valeur de la tension mesurée par le voltmètre est appelée tension efficace ( Ueff ).
Relation entre la tension efficace et la tension maximale U m lue sur le voltmètre:
On détermine le rapport
U m / Ueff ~ √2
On définit la tension efficace Ueff comme la tension continue qu’il faudrait appliquer à une
lampe donnée pour obtenir le même effet lumineux moyen.
Cette relation ne s’applique qu’à une tension sinusoïdale.
Exercices à suivre