TP n°1

Quels courants électriques trouve-t-on
à la maison ou dans une entreprise ?
Problématique
Voici la plaque signalétique d’un chargeur d’appareil photographique.
Que signifient les indications notées sur ce chargeur ?
Double isolation : appareil de classe 2 (aucune partie
métallique, n’a pas besoin d’être branché sur une prise de
courant possédant une borne de terre)
Courant alternatif (courant d’entrée, délivré par EDF)
Courant continu (courant de sortie)
TP n°1
Reconnaître une tension
Une pile, une dynamo de bicyclette et un générateur de laboratoire fournissent tous un courant électrique.
► Quelles sont les différences entre ces quatre générateurs de courant ?
1
2
3
4
Pile :
pôles + et –
dynamo :
pas d’électricité si pas de
mouvement de la roue
Générateur :
pôles + et – ;
Symboles différents
GBF :
Plusieurs choses à régler:
fréquence, signal,
amplitude
CME2 – Comment sont alimentés nos appareils électriques ?
« Types de courants et production »
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► On va comparer les courants délivrés par les quatre types de générateurs, à l’aide du matériel disponible au
laboratoire.
fils de connexion
oscilloscope
Y
multimètre
masse
► Proposer un montage expérimental permettant de comparer le courant délivré dans les trois cas avec le matériel mis
à votre disposition.
Pile plate
Dynamo
Générateur de laboratoire
G
V
V
Y
A
TP n°2
Visualiser une tension continue
délivrée par une pile
► Réaliser le montage suivant :
– La pile délivre une tension de 4,5 V
V
– Le voltmètre V est sur le calibre 20V continu et les bornes
utilisées
YA
sont : com et V
– Réglages de l’oscilloscope :
o
Sensibilité verticale : 2 V/div
o
balayage horizontal : 2 ms/div
► Reproduire ci-dessous l’écran de l’oscilloscope
CME2 – Comment sont alimentés nos appareils électriques ?
« Types de courants et production »
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► Lire la tension U indiquée par le voltmètre : U = 4,5 V
► Déterminer la tension indiquée par l’oscilloscope :
Nombre de divisions verticales = 2,25 div
Sensibilité verticale = 2 V/div
U = 2 × 2,25 = 4,5 V
► Inverser le branchement aux bornes de la pile : on lit alors – 4,5 V
TP n°3
Visualiser une tension alternative
périodique délivrée par une dynamo
► Réaliser le montage suivant :
- La dynamo délivre une tension
-
Réglages de l’oscilloscope :
o Sensibilité verticale : 2 V/div
o balayage horizontal : 2 ms/div
► L’écran observé est celui-ci :
► Déterminer la tension indiquée par l’oscilloscope :
Nombre de divisions verticales = 2,2 div
Sensibilité verticale = 2 V/div
U = 2 × 2,2 = 4,4 V
► Sur l’oscillogramme précédent, repérer une portion de courbe qui se reproduit identique à elle-même et la repasser
en rouge.
► Calculer le nombre de divisions horizontales que cela représente : 2,8 divisions
► En déduire la durée T de cet intervalle en utilisant la base de temps : T = 2,8  2 = 5,6 ms = 0,0056 s
► Calculer la fréquence f: f =
1
1
=
= 178,6 Hz
0,0056
T
CME2 – Comment sont alimentés nos appareils électriques ?
« Types de courants et production »
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TP n°4
Visualiser une tension alternative
sinusoïdale délivrée par un générateur de
courant basse fréquence
► Réaliser le montage suivant :
YA
 Réglage du GBF :
- sortir par la sortie 50 
- choisir une fréquence de 1 kHz
 Réglage de l’oscilloscope :
- régler le zéro de la voie
- régler la base de temps sur le calibre
0,2 ms/div
- régler la sensibilité sur 0,5 V/division
Tracer l’oscillogramme obtenu.
► Sur l’oscillogramme précédent, repérer une portion de courbe qui se reproduit identique à elle-même et la repasser
en rouge.
► Calculer le nombre de divisions horizontales que cela représente : 5 divisions
► En déduire la durée T de cet intervalle en utilisant la base de temps : T = 5  0,2 = 1 ms = 0,001 s
1
► Calculer la fréquence f : f =
= 1 000 Hz : coïncide avec la tension réglée sur le GBF
0,001
► Réaliser le montage suivant :
R
V
YA
► Faire alors varier l’amplitude de la tension grâce au bouton niveau du GBF. Relever les valeurs de la tension :
Umax lue sur l’oscilloscope
1
2
2,5
3
4
Ueff lue sur le voltmètre
0,71
1,41
1,77
2,12
2,83
Umax
Ueff
1,41
1,42
1,41
1,42
1,41
CME2 – Comment sont alimentés nos appareils électriques ?
► Que peut-on en déduire ?
Umax
Ueff = 2
« Types de courants et production »
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TP EXAO : visualisation d’une tension
délivrée par un GBF
TP n°5
► Réaliser le montage suivant :
Le GBF est réglé sur 1 000Hz.
YA
► Ouvrir Win ORPHY
► Cliquer sur Acquisitions. Dans le choix du mode de
fonctionnement, cliquer sur Temporel. Clic droit et
choisir Paramètres.
Régler les paramètres de l’acquisition :
► Cliquer sur Poursuivre
► Allumer le générateur de tension alternative.
► Cliquer sur
► Clic droit et choisir Affichage
Régler les options d’affichage :
► Cliquer sur Poursuivre.
► Clic droit et choisir sur Analyseur.
Régler les paramètres de l’analyseur :
► Cliquer sur Poursuivre
► Relever la valeur la période T = 1 ms
► Relever la valeur de la fréquence f = 1 000 kHz
► Convertir la période T en seconde T = 0,001 s
► Calculer le rapport
1
1
=
= 1000 Hz
T 0,001
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« Types de courants et production »
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► Comparer le rapport
1
1
et la valeur de la fréquence : f =
T
T
► Relever la valeur maximale de la tension Umax = 2 V
► Relever la valeur efficace de la tension efficace Ueff = 1,41 V
Umax Umax
► Calculer U : U = 1,41
eff
eff
Umax
► Comparer le rapport U et la valeur de
eff
Umax
2: U =
eff
2
► Eteindre le générateur.
→ C’est une sinusoïde :
-
la tension est tantôt positive, tantôt négative : elle est alternative ;
-
les variations de la tension se répètent de façon identique : elle est périodique.
TP n°6
Mesures des tensions aux bornes
d’une prise de courant
► On mesure à l’aide d’un voltmètre les tensions entre les bornes d’une prise de
courant :
- entre 1 et 2 : U12 = 230 V
- entre 1 et 3 : U13 = 0 V
- entre 2 et 3 : U23 = 230 V
► La borne 1 est reliée au fil de terre ; la borne 2 est reliée au fil de phase et la borne 3 est reliée au fil de neutre.
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« Types de courants et production »
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Les courants électriques
Le courant continu :
Une pile ou batterie, comportent des bornes positives et des bornes négatives. Elles délivrent une tension
continue, qui ne varie pas au cours du temps.
On observe alors un signal droit sur l’oscillogramme. La tension continue est indiquée par le signal
Le courant circule du pôle + vers le pôle .
Le courant alternatif :
Une dynamo ne comporte pas de bornes positives et négatives, elle délivre une tension alternative, qui varie
au cours du temps, elle est tantôt positive, tantôt négative ; elle est aussi périodique.
La période T représente la durée d’un motif élémentaire, elle s’exprime en seconde (s).
La fréquence f est le nombre de répétitions par seconde, elle se mesure en hertz (Hz) :
f=
La valeur maximale prise par la tension Umax est lue sur l’oscillogramme.
La tension efficace Ueff ou U est la valeur de la tension donnée par le voltmètre.
Umax = Ueff ×
2
ou
Ueff =
U max
2
Production du courant :
En France, la tension du secteur est sinusoïdale et monophasée.
Le réseau de distribution EDF des particuliers est caractérisé par :
- une tension efficace : U = 230 V ;
- une fréquence : f = 50 Hz.
Une prise monophasée possède trois bornes :
 la phase, repérée par un fil gainé de rouge ;
 le neutre, repéré par un fil gainé de bleu ;
 la terre, repérée par un fil gainé jaune et vert.
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