3_ELECTRICITE_Oscilloscope

Partie du programme
B.1 – De la centrale à l’utilisateur
L’oscilloscope et/ou l’interface d’acquisition, instrument de mesure de
tension et de durée
Socle commun
Capacité :
 Utiliser les technologies pour surmonter les obstacles
Attitude :
 Le sens de l’observation
Programme de 3e
Pré requis :
 Identifier une tension alternative et une tension continue.
 Reconnaître une tension alternative périodique.
 Déterminer graphiquement sa valeur maximale et sa période.
Capacités visées :
 Reconnaître à l’oscilloscope, ou grâce à une interface
d’acquisition, une tension alternative périodique.
 Mesurer sur un oscilloscope la valeur maximale et la période.
Connaissances visées :
 La fréquence d’une tension périodique et son unité, le hertz (Hz),
dans le Système International (SI)
 Relation entre la période et la fréquence.
 La tension du secteur est alternative. Elle est sinusoïdale.
 La fréquence de la tension du secteur en France est 50Hz

Durée proposée : 2 semaines
Première séance
(35 min + 20 min)
Évaluation formative 1 / Correction
 Initiation à l’oscilloscope, réglages préliminaires.
 Mesures de tensions continues à l’oscilloscope.
Les élèves manipulent par binôme, et répondent
individuellement à un questionnaire. Ils découvrent l’oscilloscope grâce
à des questions qui détaillent le fonctionnement de l’appareil et ses
réglages.
La correction se déroule en classe entière guidée par le
professeur et avec la participation des élèves. Chaque élève s’auto-
évalue grâce à une grille de critères de réussite.
Deuxième séance
(35 min + 20 min)
Évaluation formative 2 / Correction
 Initiation au GTBF.
 Mesures de valeurs maximales et de périodes pour des
tensions alternatives périodiques.
 Lien entre période et fréquence.
Les élèves manipulent par binôme, et répondent
individuellement à un questionnaire. Ils perfectionnent leur usage de
l’oscilloscope et découvrent le GTBF. Les élèves découvrent
expérimentalement le lien entre période et fréquence.
La correction a lieu en classe entière avec la participation des
élèves. Chaque élève s’auto-évalue grâce à une grille de critères de
réussite.
Troisième séance
(55 min)
Évaluation formative / Remédiation
Évaluation formative :
Les élèves, individuellement, doivent montrer qu’ils sont
capables d’afficher àl’écran de l’oscilloscope des tensions aux
caractéristiques imposées.
Remédiation :
Animation flash « oscillo » en autonomie pour les élèves
qui ne rencontrent pas de difficultés.
Reprise des oscilloscopes avec le professeur pour les élèves
en difficulté.
Séance ultérieure
(25 min)
Évaluation sommative expérimentale : « L’alimentation est-elle
déréglée ? »
Les élèves doivent retrouver à l’oscilloscope les
caractéristiques des tensions fournies par l’alimentation (6V
continu, 12V continu, 6V alternatif, fréquence, 12V alternatif
fréquence).

Grille auto-évaluation
NOM, Prénom, Classe : ……………..……………………………………………
Les tableaux ci-dessous regroupent les 10 critères qu’il faut maîtriser pour savoir
utiliser un oscilloscope. Vous cocherez la case quand vous estimez que le critère est acquis.
Vous disposez de trois séances pour tous les acquérir.
Critères de réussite
S1
S2
S3
Partie 1 : Oscilloscope et tension continue.
C01
Je suis capable d’effectuer les réglages de l’oscilloscope.
C02
Je suis capable de déclencher le balayage du spot.
C03
Je suis capable de régler la sensibilité verticale de façon à obtenir la plus
grande déviation visible.
C04
Je suis capable de mesurer la valeur d’une tension continue positive.
C05
Je suis capable de mesurer la valeur d’une tension continue négative.
Partie 2 : Oscilloscope, GTBF et tension alternative.
C06
Je sais faire apparaître un motif élémentaire sur l’écran.
C07
Je suis capable de mesurer la valeur maximale d’une tension alternative
fournie par le GTBF.
C08
Je suis capable de régler la fréquence du signal émis par le GTBF.
C09
Je suis capable de mesurer la période de la tension alternative à
l’oscilloscope.
C10
Je connais le lien entre la période de la tension observée à l’oscilloscope
et la fréquence du signal émis par le GTBF.
Partie 3 : Réservée au professeur.
Je suis capable de reconnaître à l’oscilloscope une tension alternative périodique
Je suis capable de déterminer à l’oscilloscope la valeur maximale et la période
d’une tension alternative.

S1 - Première séance / Évaluation formative 1
Les élèves répondent à un questionnaire individuel et manipulent par groupe de deux. Grâce à des
questions à la difficulté croissante, ils découvrent progressivement l’oscilloscope et les premiers réglages. Ils
disposent d’une durée limitée de 35 min.
Chaque groupe trouve à sa disposition un oscilloscope préréglé de façon à ce qu’à l’allumage, la trace
lumineuse apparaisse au hasard sur l’écran, sans balayage. Ils disposent également d’une pile de 4,5 V et des
fils de connexion nécessaires.
La correction se déroule en classe entière avec la participation active des élèves. Au fur et à mesure de la
lecture du diaporama (l’oscilloscope séance 1) l’élève se corrige et s’auto-évalue à l’aide de sa grille (S1).
.
Questionnaire :
Oscilloscope et tension continue
L’oscilloscope est un appareil qui permet d’observer (« scope ») les variations
(« oscillo ») d’une tension électrique. Afin de l’utiliser efficacement, il convient de connaître la
fonction de chacun des boutons de réglage. Ce questionnaire a pour but de vous aider dans
l’apprentissage des réglages.
 Etape 1
a) La face avant d’un oscilloscope comprend deux parties principales. Nommer ces
deux parties.
………………..........................................................................................................
□ Mettre l’oscilloscope en marche. Qu’observez-vous ?
…………………………………………………………………………………………………..
Le levier de couplage d’entrée, juste à côté du bouton marche/arrêt, possède trois positions :
~ (en haut) ou position en mode alternatif,
- (au milieu) ou position en mode continu,
0 (en bas) ou position réglage.
□ Positionner le levier pour réaliser les premiers réglages.
b) Quel est le rôle du bouton « INTENS » ?
……………………………………………………………………….……………………
c) Quel est le rôle du bouton « FOC » ?
……………………………………………………………………….……………………
d) Quel est le rôle du bouton « POSITION » jaune ?
……………………………………………………………………….……………………
e) Quel est le rôle du bouton « POSITION » rouge ?
……………………………………………………………………….……………………

□ Régler l’allure du spot de façon à obtenir un point lumineux net et « normalement »
intense.
□ Positionner le spot au centre de l’écran, à l’intersection des axes des abscisses et des
ordonnées.
f) Quel est le rôle du bouton « T/DIV » ?
………………..........................................................................................................
………………..........................................................................................................
………………..........................................................................................................
□ Actionner le bouton « T/DIV » de façon à ce que le spot ne soit plus visible puis
représenter l’oscillogramme obtenu.
 Etape 2
□ Positionner le levier de couplage en mode continu.
□ Relier les bornes jaune et noire de l’oscilloscope aux bornes d’une pile de 4,5 V.
□ Laisser les bornes de la pile reliées à celle de l’oscilloscope de façon à obtenir une
déviation vers le haut.
a) Quel est le rôle du bouton « V/DIV » ?
………………..........................................................................................................
………………..........................................................................................................
………………..........................................................................................................
□ Régler ce bouton pour obtenir la plus grande déviation visible sur l’écran avec les trois
piles disponibles et compléter les écrans ci-dessous :