Chapitre 3 : Mesures de tensions

Chapitre 3 : Mesures
de tensions
I) L'oscilloscope pour mesurer des tensions variables dans le temps :
Voir Fiche méthode : utilisation de l'oscilloscope
1) Visualisation d'une tension continue à l'oscilloscope :
Expérience : on visualise a l'oscilloscope la tension continue fournir par une pile électrique.
Observation :
Sensibilité : 2V / div
Upile
On mesure a l'oscilloscope la tension aux bornes de la pile :
Upile = 2 × 2,2
Upile = 4,4 V
Conclusion :
Une tension continue est constante au cours du temps, on visualise donc une droite horizontale à
l'oscilloscope.
2) Visualisation de la tension du secteur :
Remarque : La tension du secteur est trop élevée (Usecteur = 230 V) et donc trop dangereuse pour qu'on
l'a manipule. Un générateur alternatif périodique reproduit la tension du secteur mais avec des valeurs
plus faibles sans danger (6 ou 12V).
Expérience :
On visualise a l'oscilloscope la tension fournie par un générateur alternatif périodique.
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Chapitre 3 Mesures de tensions
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Observation :
Sensibilité : 115 V / div
Balayage : 4ms / div
Umax
Remarque : pour une meilleure
précision, il faut choisir une
sensibilité et un balayage de
sorte que la période et les
tensions vues sur l'oscillogramme
soient les plus grandes possibles
2T
Umin
T
Conclusion :
La tension fournie par ce générateur est alternative périodique de forme sinusoïdale.
Tension maximale : Umax = 160 × 2 = 320 V
(sensibilité × nombre de divisions)
Tension minimale : Umin = 160 × (-2) = - 320V
(sensibilité × nombre de divisions)
Période : T = 4 × 5 = 20 ms = 0,02 s
(balayage× nombre de divisions)
1
1
=50 Hz
Fréquence : f = =
T 0,02
A retenir :
En France, la tension du secteur est alternative périodique. On dit qu'elle est
sinusoïdale car son oscillogramme décrit une sinusoïde. Sa fréquence est de 50Hz.
3) Autres tensions périodiques :
Les générateurs de tensions alternatives peuvent fournir des tensions autres que sinusoïdales.
• Tension périodique carrée :
Umax
Umax
T
T
Umin
2V /div
5 ms / div
2V /div
5 ms / div
Tension périodique carrée
Umax = 3 × 2 = 6V
Umin = 0 × 2 = 0 V
T = 8 × 5 = 40 ms = 0,04 s
1
1
f= =
=25 Hz
T 0,04
•
3e
Umin
Tension alternative périodique carrée
Umax = 3 × 2 = 6V
Umin = -3 × 2 = - 6 V
T = 6 × 5 = 30 ms = 0,03 s
1
1
f= =
=33,3 Hz
T 0,03
Tension périodique triangulaire :
Chapitre 3 Mesures de tensions
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Umax
Umax
T
T
T
Umin
2V /div
5 ms / div
2V /div
5 ms / div
Tension périodique carrée
Umax = 3 × 2 = 6V
Umin = 0 × 2 = 0 V
T = 6 × 5 = 30 ms = 0,03 s
1
1
f= =
=33,3 Hz
T 0,03
Umin
Tension alternative périodique carrée
Umax = 3 × 2 = 6V
Umin = -3 × 2 = - 6 V
T = 4 × 5 = 40 ms = 0,04 s
1
1
f= =
=33,3 Hz
T 0,03
II) Qu'indique un voltmètre utilisé en « alternatif » ?
Voir fiche méthode : utilisation d'un voltmètre
Voir fiche d'activité : Mesure d'une tension alternative au voltmètre
Correction :
1- Il s'agit d'une tension alternative sinusoïdale.
2- Période de la tension :
T=4×5
T = 20 ms = 2,0×10-2 s
3- Tension maximale :
Umax = 1,7 ×5
Umax = 8,5 V
T
4- La tension qui figure sur le générateur correspond a la
tension mesurée au voltmètre et non a l'oscilloscope. Il
s'agit donc de la tension efficace.
5- Calcul du rapport :
U max 8,5
= =1,42
U eff
6
U max 17
= =1,42
U eff 12
Or
 2=1,41
On en déduit donc que
U max
= 2
U eff
Conclusion :
Pour une tension sinusoïdale, un voltmètre utilisé en alternatif indique la valeur efficace
de cette tension. Cette valeur efficace est proportionnelle à la valeur maximale :
U
U eff = max
2
Les valeurs de tensions inscrites sur les appareils électriques (générateur, lampe, …) correspondent aux
tensions efficaces.
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Chapitre 3 Mesures de tensions
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