LPP9 Tension sinusoidale Prof

LPP9
Niveau : Bac Pro
FMB
Unité : Electricité II
Courant alternatif
Tension sinusoïdale (utilisation de l’oscilloscope)
Fiche professeur 1/4
B.O.
Extrait du référentiel :
Domaine de
connaissance
Compétences
Méthode et savoir faire expérimentaux.
Période, fréquence,
Réaliser un montage expérimental, à partir d’un schéma
Valeurs efficace et
ou d’un document technique. Interpréter et exploiter les indications d’une étiquette, de la plaque
maximale d’une tension signalétique d’un appareil, d’un document technique.
sinusoïdale
Exécuter un protocole expérimental.
Utiliser un appareil de mesure (ampèremètre, voltmètre, ohmmètre, multimètre, oscilloscope,
sonomètre , pH-mètre). Etalonner un appareil un appareil à l’aide d’une référence. Régler un
appareil.
Utiliser la verrerie courante de laboratoire (bécher, pipette jaugée, burette, fiole jaugée)
Respecter les règles de sécurité.
Compte rendu d’une étude expérimentale.
Dessiner un schéma à partir d’un circuit électrique. Tracer un graphique à partir d’un tableau
de valeurs. Rendre compte d’observations.
Objectifs :
Les
•
•
•
•
manipulations proposées permettent de mettre en œuvre et d’évaluer les savoirs-faire expérimentaux suivants :
Exécuter un protocole expérimental.
Réaliser un montage expérimental à partir d’un schéma.
Utiliser un appareil de mesure.
Respecter les procédures et consignes de sécurité établies.
Mais aussi de rendre compte des résultats des travaux réalisés.
Mots clé :
•
•
•
•
Alternatif
Sinusoïdale
Monophasé
Oscilloscope
Liste du matériel :
Poste élève :
• Oscilloscope analogique 2 x20MHz réf.01185
• Adaptateur BNC réf.02306
• GBF 2 MHz réf. 04082
• Platine de câblage SECUCONTACT réf.10338
• Composant SECUCONTACT :
Interrupteur réf.10273
Résistance 100 Ω/2W réf.10252
• Multimètres réf.01266
• Cordons 25 cm rouge réf. 60001
Cordons 25 cm noir réf. 60000
Poste professeur :
•
Un appareil de chaque sorte en secours
•
Matériel de première urgence réf. 16489
Trucs et astuces :
La première partie du TP consiste en une description de l’oscilloscope et du GBF.
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Fiche professeur 2/4
TP :
Introduction :
La tension fournie par EDF est une tension alternative sinusoïdale de
fréquence 50 Hz. Un grand nombre de phénomène sont alternatif (un son ;
la rotation d’un moteur etc.). Pour visualiser un phénomène alternatif, on
utilise un oscilloscope.
Ce TP a pour but de visualiser des tensions sinusoïdales, et à déterminer
leurs caractéristiques (période, fréquence, tension max et tension
efficace).Ce TP a également pour but de se familiariser avec l’oscilloscope.
I) Présentation de l’oscilloscope.
Un oscilloscope est un appareil qui permet de visualiser une tension.
OSCILLOSCOPE DOUBLE VOIE
Amplitude
Base de
temps
Mise en
marche
Voie 1
•
Sensibilité verticale (amplitude) en V/Div : Permet de faire varier la valeur correspondant à un
carreau en ordonnée.
•
Sensibilité horizontale (base de temps) en ms/Div : Permet de faire varier la valeur
correspondant à un carreau en abscisse.
•
Symbole de l’oscilloscope :
Dans un schéma électrique, on ne représente que la voie et la masse de
l’oscilloscope.
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Fiche professeur 3/4
GBF (Générateur basse fréquence)
Gamme de
fréquence
Formes des
signaux
Réglage de
l’amplitude
Le GBF est un appareil qui permet de fournir une
tension alternative (sinusoïdales ; rectangulaire ;
triangulaire) à fréquence et amplitude variable.
Mise en marche
II)
Réglage de la
fréquence
Sortie
Visualisation d’une tension à l’oscilloscope.
Réaliser le montage suivant :
(l’interrupteur doit être ouvert let les calibres correctement choisis):
Appeler le professeur pour faire vérifier votre montage. (appel N°1)
1) Fréquence et période.
a) Réglage du GBF :
-
Sélectionner un signal de forme sinusoïdale de fréquence f = 1000 Hz
Régler l’amplitude du signale à U = 2 V (utiliser le voltmètre).
b) Réglage de l’oscilloscope
•
Régler la base de temps afin d’avoir une période à l’écran.
Régler l’amplitude afin d’avoir le signal le plus grand.
Relever l’oscillogramme obtenu.
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Fiche professeur 4/4
• Compléter le tableau suivant :
Période T (en ms) = 1
Période T (en s) = 0,001
1 = 1 = 1000
T 0,001.
• Changer ensuite la fréquence fournie par le GBF et compléter le tableau suivant:
f (Hz)
T (s)
1
T
500
1500
-3
2 x 10
2000
-4
4,5 x 10
500
5000
-4
4,9 x 10
1538
2040
10000
-4
1 x 10-4
2 x 10
5000
10000
Conclusion:
On constate aux erreurs de mesure près que f =1/ T
2) Tension max et tension efficace.
• Régler le GBF afin qu’il délivre une tension sinusoïdale :
-
De fréquence f = 1000 Hz
D’amplitude max UMax = 4 V (utiliser l’oscilloscope).
• Relever la tension efficace U indiquée par le voltmètre :
U = 2,83 V
• Faites ensuite varier l’amplitude de la tension et compléter le tableau
suivant :
Oscilloscope UMAX (V)
Voltmètre
U (V)
U
U
1V
1,5
2
2,5
3
3,5
0,7
1,06
1,41
1,77
2,12
2,47
1,42
1,41
1,42
1,41
1,42
1,41
MAX
Conclusion:
On obtient la relation
U max
= 2
U
Faites contrôler la remise en état du poste de travail (appel N°2)
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