SIMULATION

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Niveau: 3ème
Partie: Electricité
Thème: Oscilloscope
Connaissances:
- Tension continue et tension variable au cours du temps
- Tension alternative périodique
- Période
- Valeur maximale d’une tension
- Fréquence d’une tension périodique et unité (hertz, de symbole Hz, dans le
Système International)
- Relation entre la période et la fréquence
- 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
Socle commun de connaissances et de compétences:
[Compétence 3]
- Restituer des connaissances
- Extraire des informations d’un graphique
- Mettre en relation des informations pour résoudre un problème
- Calculer, utiliser une formule
[Compétence 4]
- Utiliser les logiciels et les services à disposition
- Différencier une situation simulée ou modélisée d'une situation réelle
Type: activité TICE permettant de réinvestir le travail expérimental et théorique effectué
lors des séances précédentes.
Cette activité permet également de pallier à un manque de matériel.
Logiciel utilisé: «oscillo» de Serge LAGIER disponible à l’adresse suivante:
http://www.sciences-edu.net/
Durée conseillée: 55 minutes
Remarques:
- Le logiciel est installé sur chaque poste ou sur le réseau du collège.
- Les élèves sont placés seuls ou par deux sur les ordinateurs.
- Ils ouvrent le document de travail placé dans leur répertoire au préalable.
- Ils ouvrent le logiciel «oscillo».
- Ils répondent sur le document aux emplacements définis puis enregistrent leur
travail en fin de séance.
- Ils font appel à l’enseignant en suivant les consignes données dans le document.
- Le professeur peut valider les compétences du socle commun.
P. FERNOUX
G.R.D. Collège Lyon
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VISUALISATION DE TENSIONS
Logiciel «oscillo» de Serge LAGIER
I.
Le simulateur «oscillo»:
Présentation du simulateur de l’oscilloscope
Permet d’afficher le
générateur TBF
Permet d’afficher la pile
de 1,5 volt
Base de temps
(paramétrage des
unités horizontalement)
Interrupteur marche
arrêt.
Bouton de sensibilité
verticale (paramétrage
des unités
verticalement)
Bornes de branchement
P. FERNOUX
G.R.D. Collège Lyon
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Présentation du simulateur du générateur TBF
Réglage de la
tension sinusoïdale
Boutons de réglage de
la fréquence
Bouton de réglage de
la valeur maximale de
la tension.
Bornes de branchement
Présentation du simulateur de la pile 1,5V
Indication de
branchement
P. FERNOUX
G.R.D. Collège Lyon
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Présentation du simulateur du voltmètre
Réglages du
Calibre
Bornes de
branchement
P. FERNOUX
G.R.D. Collège Lyon
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UTILISATION DU SIMULATEUR D’OSCILLOSCOPE
Vous compléterez le document en remplaçant les pointillés
dans les cadres par vos réponses, puis vous enregistrerez
votre travail dans le dossier «commun» lorsque vous aurez
terminé.
Lancez le logiciel «Oscillo» de Serge LAGIER à l’aide du lien
sur le bureau.
A L’AIDE DES INDICATIONS DONNEES DANS CE DOCUMENT (PAGES 2,3 et 4):
1- Mettez en marche l’oscilloscope, puis réglez la base de temps sur 1 ms/div. Vous
devez observer un signal de couleur rouge représenté par un trait horizontal
confondu avec l’axe des abscisses.
La valeur de la tension indiquée est:
U = ……volt
2- Affichez la pile de 1,5V et connectez l’oscilloscope à l’aide de ses 2 bornes de
branchement (cliquez sur les bornes l’une après l’autre).
3- Réglez la sensibilité verticale sur 0,5 volt/div à l’aide du bouton correspondant.
Le signal est monté de
…….divisions
Ceci met en évidence une tension aux bornes de la pile de …….volt
4- Affichez le voltmètre (menu affichage puis multimètre), puis connectez-le à la pile
à l’aide de ses 2 bornes de branchement (cliquez sur les bornes l’une après
l’autre).
5- Réglez le calibre sur la position 2V en courant continu (=)
La valeur de la tension indiquée est:
U = ……volt
EN CONCLUSION, AVEC UN GENERATEUR DE COURANT CONTINU,
L’OSCILLOSCOPE ET LE VOLTMETRE MESURENT:
-DES VALEURS DIFFERENTES
(RAYEZ LA REPONSE FAUSSE)
P. FERNOUX
G.R.D. Collège Lyon
-DES VALEURS IDENTIQUES
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6- Appelez votre professeur
7- Débranchez les appareils et supprimez le voltmètre.
8- Mettez en marche l’oscilloscope, puis réglez la base de temps sur 5 ms/div. Vous
devez observer un signal de couleur rouge représenté par un trait horizontal
confondu avec l’axe des abscisses.
9- Affichez le générateur TBF avec un signal sinusoïdal (~) et réglez celui-ci sur une
fréquence la plus proche possible de 50 hertz.
10- Connectez l’oscilloscope au générateur à l’aide des bornes de branchement.
11- Réglez la sensibilité verticale sur 2 volts/div à l’aide du bouton correspondant sur
l’oscilloscope.
12- Tournez le bouton de réglage de la valeur maximale de la tension du générateur
afin que la valeur maximale atteigne 3 divisions.
Ceci met en évidence une tension aux bornes du générateur de …….volts
Nous relevons donc sur l’oscilloscope une tension maximale aux bornes du générateur:
Umax = ……….volts
13- Affichez le voltmètre (menu affichage puis multimètre), puis connectez-le au
générateur à l’aide de ses 2 bornes de branchement.
14- Réglez le calibre sur la position 20 V en courant alternatif sinusoïdal (~).
La valeur de la tension indiquée est:
U = ……volts
EN CONCLUSION, AVEC UN GENERATEUR DE COURANT ALTERNATIF
SINUSOÏDAL, L’OSCILLOSCOPE ET LE VOLTMETRE MESURENT:
-DES VALEURS DIFFERENTES
-DES VALEURS IDENTIQUES
(RAYEZ LA REPONSE FAUSSE)
15- En utilisant la calculatrice (menu affichage puis calculatrice), vérifiez la relation
Umax = U x 1,414
…………………………..
16- Appelez votre professeur.
P. FERNOUX
G.R.D. Collège Lyon
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17- Repérez un motif élémentaire sur l’écran de l’oscilloscope puis déterminez sa
longueur:
Longueur = ……..divisions
18- Déduisez sa période T (sachant que la base de temps fait correspondre 1division
à 5 millisecondes):
T = ………….millisecondes =………..secondes
19- Calculez (en détaillant le calcul) sa fréquence en hertz:
f = ……………………=…………Hz
20- Notez la fréquence affichée sur le générateur basses fréquences:
f =…………Hz
21- Appelez votre professeur.
22- Enregistrez ce document dans le dossier commun.
23- Fermez le logiciel puis mettez l’ordinateur hors tension.
P. FERNOUX
G.R.D. Collège Lyon