Chapitre 3 : L'oscilloscope I – Présentation de l'appareil A) À quoi sert un oscilloscope Coller la fiche d'exercice L'oscilloscope est un appareil permettant de visualiser directement une tension au cours du temps sans tracer de graphique. Rmq : si la tension varie trop rapidement au cours du temps, le relevé régulier de la tension devient impossible, d'où l'utilisation d'un oscilloscope. B) Description de l'appareil Celui-ci comporte divers boutons ( destinés au réglage de l'appareil ), plusieurs bornes et un écran quadrillé. Voici un exemple de courbe obtenue à l'oscilloscope. Axe de la tension électrique Le motif élémentaire 1 division verticale Axe du temps 1 division horizontale Cette courbe à la forme d'une sinusoïde. Un oscillogramme est la courbe apparaissant sur l'écran d'un oscilloscope. Présentation de l'appareil en continu et en alternatif Des oscillogrammes Des électrocardiogrammes Exemples : Sur l'oscillogramme ci-dessus, la valeur 3,5 divisions. Et la maximale Umax correspond à ............ 5 période T correspond à .............. divisions. ...... / ....... / ........... Ex 1, 4, 12 de la fiche II- Relation entre le nombre de division verticale et la tension U Ne pas coller doc Sensibilité verticale ............................................... balayage .................................... A) En changeant la sensibilité verticale ................................................................................................. tension U Sensibilité verticale Nombre de divisions B) En changeant la tension U ................................................................................................. tension U Sensibilité verticale Nombre de divisions Etude avec une tension continue C) Relation U = sensibilité verticale x nbre de divisions verticales Volt ( V ) Volt par division ( V / DIV ) Division vert. ( DIV ) Période T= seconde (s) balayage x nbre de divisions horizontales seconde par division ( s / DIV ) Division hor. ( DIV ) Rmq : si le balayage est en milliseconde par division (ms / DIV), la période sera en milliseconde ( ms ) D) Application ..................................................................................... Coller doc Réglage de l'appareil Balayage : 5 ms / DIV Sensibilité verticale : 2 V / DIV Calculer la période T et la valeur maximale Umax de cette tension sinusoïdale. T : 4 divisions horizontales T = 4 x 5 = 20 ms La période est égale à 20 millisecondes. Umax : 1,7 divisions verticales Umax = 1,7 x 2 = 3,4 V La tension maximale est égale à 20 millisecondes. III- Notion de fréquence La fréquence est le nombre de motif par seconde d'une tension périodique. L'unité de la fréquence est le hertz, symbole Hz. La relation fréquence-période : en hertz ( Hz) 1 f T => 1 f= T 1= f . T en seconde (s) 1 T= f 1 f= T Exemple : Voici une tension sinusoïdale : U (en V) t (en s) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 oui La tension est-elle périodique ? .............. oui La tension est-elle alternative ? .............. 0,1 seconde(s) Durée du motif élémentaire : ............... 0,1 seconde(s) La période est donc égale à ................. 10 Nombre de motifs pendant une seconde : ................ La fréquence est donc égale à ................. 10 hertz 0,7 0,8 0,9 1 ...... / ....... / ........... Ex 3, 22 de la fiche IV – Efficacité de la tension du secteur A) Étude graphique Tension continue ........................... Coller le doc Tension sinusoïdale ........................... La tension continue représentée ci-dessus est efficace à 3,7 volts, car la tension est en permanence 3,7 volts. La tension sinusoïdale représentée ci-dessus à une efficacité inférieure à 1 volt, car la tension alterne et change constamment de valeur. Le but de cette partie est de connaître la tension efficace d'une tension sinusoïdale. B) Étude expérimentale Liste de matériel : ..................... - un générateur .................................................. - une résistance variable .................................................. - une lampe 12 V ; 250 mA .................................................. - un oscilloscope .................................................. - un voltmètre alternatif .................................................. - sept fils de connexion .................................................. Um ax ( V ) 8 6 4 2 U e ff ( V ) 5,7 4,3 2,8 1,4 U m a x / U e ff 1,4 1,4 1,4 1,4 Umax est mesurée à l'aide de l'oscilloscope. Ueff est mesurée à l'aide d'un voltmètre alternatif. De manière générale, pour une tension sinusoïdale, on a toujours : Umax/ Ueff = 2 Rmq : 2 = 1,414 Umax siginifie tension maximale. Ueff siginifie tension efficace. C) Signification de la valeur efficace Générateur continu U=6V Générateur alternatif Ueff=6V Observations : ........................................................................... Les lampes brillent de la manière. ..................................................................................................... Conclusion : Une tension efficace de 6V (alternatif) produit le même effet qu'une tension de 6V en continu. C'est à dire que deux lampes identiques produiront le même éclat. ...... / ....... / ........... Ex 2, 8, 11 de la fiche ...... / ....... / ..........
