I. Visualisation d’une tension à l’aide d’un oscilloscope :
1) L’oscilloscope :
L’oscilloscope est un appareil qui sert à mesurer et visualiser, sur un écran quadrillé, les valeurs prises par une tension (axe des ordonnés) au cours du temps (axe des abscisses).
Le courant électrique alternatif sinusoïdal
b) Description de l’oscilloscope :
Dans un oscilloscope :
* Chaque grand carreau de l’écran s’appelle une division (notée div).
* L’échelle de l’axe horizontal représentant le temps est appelé la sensibilité horizontale (notée Sh), elle est donnée en 𝓼/𝒅𝒊𝒗 ou en 𝒎𝓼/𝒅𝒊𝒗 .
* L’échelle de l’axe vertical représentant la tension est appelé la sensibilité verticale (notée Sv), elle est donnée en 𝑽/𝒅𝒊𝒗 .
2) Visualisation d’une tension continue avec un oscilloscope :
a) Expérience :
On relie la borne positive d’une pile à la borne d’entrée d’un oscilloscope et la borne négative de la pile à la borne de référence de l’oscilloscope.
b) Observation :
On obtient sur l’écran de l’oscilloscope un trait horizontal à l’axe du temps.
c) Conclusion :
La tension continue a une valeur qui ne varie pas au cours du temps, on la symbolise par : = OU DC
3) Visualisation d’une tension alternative sinusoïdale :
a) Expérience :
On relie les bornes d’un générateur de tension alternative à celles d’un oscilloscope.
b) Observation :
On obtient sur l’écran de l’oscilloscope un oscillogramme qui est sinusoïdale.
c) Conclusion :
La valeur de la tension alternative change au cours de temps, on la symbolise par : ~ ou AC
II. Les caractéristiques d’une tension alternative sinusoïdale :
* On réalise l’expérience précédente et nous obtenons une courbe qui représente la tension alternative sinusoïdale.
* Nous réglons la sensibilité horizontale à 𝑺𝒉 = 𝟐 𝒎𝓼/𝒅𝒊𝒗 et la sensibilité verticale à 𝑺𝒗 = 𝟐 𝑽/ 𝒅𝒊𝒗.
1) La tension maximale 𝑈max :
La tension maximale est la plus grande valeur prise par la tension au cours du temps.
* Elle s’exprime en Volt et se note 𝑼𝒎 .
* On peut la calculer par la relation suivante :
𝑇𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙𝑒 = 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑣𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙𝑒 × 𝑠𝑒𝑛𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑡e 𝑣𝑒𝑟𝑡𝑖𝑐𝑎𝑙𝑒 𝑼𝒎 = 𝒀𝒎 × 𝑺𝒗
Application :
2) La période T :
La période d’une tension alternative sinusoïdale est le plus petit intervalle du temps au bout duquel la tension reprend la même valeur en variant dans le même sens.
* Elle s’exprime en seconde et se note T.
* On peut la calculer par la relation suivante :
𝑃𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑒 = 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑢𝑥 𝑝𝑜𝑖𝑛𝑡 𝑒𝑛 𝑚e𝑚𝑒 e𝑡𝑎𝑡 × 𝑠𝑒𝑛𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑡e ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙𝑒 𝑇 = 𝑋 × 𝑆h
2) Observation :
Montage 1 :
* La lampe s’allume.
* D1 et D2 ne brille pas.
Montage 2 :
* La lampe s’allume.
* D1 et D2 ne brille pas.
Montage 3 :
* La lampe s’allume (deux fois plus)
* D1 et D2 s’allument et s’éteignent alternativement.
3) Conclusion :
D’après le montage 1 et 2 : le courant électrique continue circule toujours
dans le même sens. Par convention, le courant électrique circule de la borne positive vers la borne négative. D’après le montage 3 : le courant électrique alternatif circule alternativement dans les deux sens (change le sens).
3) Conclusion :
D’après le montage 1 et 2 : le courant électrique continue circule toujours dans le même sens.
Par convention, le courant électrique circule de la borne positive vers la
borne négative.
D’après le montage 3 : le courant électrique alternatif circule
alternativement dans les deux sens (change le sens).
4) Résumé :
De même comme la tension électrique sinusoïdale, aussi le courant électrique alternatif sinusoïdale a un courant maximal 𝑰𝒎 et un courant efficace 𝑰𝒆𝒇𝒇, tel que :