Tensions à l`oscilloscope

FICHE 1
Fiche à destination des enseignants
3ème P9
TENSIONS A L’OSCILLOSCOPE
Type d'activité
Activité TICE
Programme
Connaissances
La fréquence d’une tension périodique et son unité, le Hertz (Hz), dans le Système
International (SI)
Relation entre la période et la fréquence
Capacités
Mesurer sur un oscilloscope la valeur maximale et la période
Socle commun de connaissances et de compétences
[Pilier 3]
Décrire le comportement d’une grandeur
Mesurer (lire une mesure, estimer la précision d’une mesure, optimiser les conditions de
mesure)
Calculer, utiliser une formule [Pilier 4]
Créer, produire, traiter, exploiter des données : Différencier une situation simulée ou
modélisée d'une situation réelle
Commentaires
sur l’exercice
proposé
Cette activité illustre la rubrique :
B- Energie électrique et circuits en « alternatif » »
« L’oscilloscope et/ou l’interface d’acquisition, instrument de mesures de tension et de
durée »
du programme de la classe de Troisième.
Par le biais d’exercices d’entraînement, l'élève s’adapte à un logiciel informatique de
simulation d’un oscilloscope. Pour le professeur, un choix parmi les exercices proposés est
possible en fonction du travail réalisé préalablement dans les classes.
Dans un deuxième temps, l’élève peut être évalué sur la lecture de plusieurs oscillogrammes
(activité 3ème P9 « Simulation d’oscilloscope »).
Le logiciel utiliser s’appelle OSCILLO, créer par SERGE LAGIER et disponible à l’adresse
suivante : http://www.sciences-edu.net/.
L’installation du logiciel a été réalisée poste par poste (Dans le fichier LisezMoi.rtf, l’auteur
indique cependant comment installer le logiciel sur un réseau.)
Pré-requis
Notions de tension alternative périodique, de valeur maximale, de période et de fréquence.
Lecture d’un oscillogramme.

Conditions de
mise en œuvre
Séance d’entraînement : Durée : environ 55 minutes
Les élèves sont placés seuls ou par deux sur les ordinateurs. Ils sont alors guidés par le
professeur pour ouvrir le logiciel « oscillo » préalablement installé. En utilisant la fiche de
présentation du logiciel et l’écran de l’ordinateur projeté par le vidéoprojecteur, le professeur
présente l’interface avec la position des différents boutons de l’oscilloscope.
Les élèves répondent aux questions des exercices d’entraînement en travaillant en autonomie.
Pour chaque exercice, trois objectifs sont visés :
 Régler l’oscilloscope pour visualiser correctement la tension fournie par le générateur
TBF ;
 Mesurer la valeur maximale et la période ;
 Calculer la fréquence (en la comparant ensuite avec la valeur fournie par le
générateur).
Remarque : En fin de séance, les élèves ont répondu en moyenne aux exercices 1 et 2 voire 3.
Les exercices d’entraînement et les exemples d’évaluation qui n’ont pas été réalisés peuvent
être poursuivis en dehors des heures de cours au CDI.
Remarques
Entre la séance d’entraînement et la séance d’évaluation, il est possible d’étudier la valeur
efficace d’une tension alternative périodique sinusoïdale en utilisant ce logiciel (avec la
fonction multimètre). Ceci permet aux élèves de réaliser individuellement les mesures de
valeurs maximales et efficaces mais aussi de continuer à les familiariser avec le logiciel.
Cette séance peut être suivie d’une évaluation à l’aide du sujet 3ème P10 « Simulation d’un
oscilloscope ».
FICHE 2
Texte à distribuer aux élèves : séance d’entraînement
3ème P 9
TENSIONS A L’OSCILLOSCOPE
I. Présentation du simulateur « oscillo »
Présentation générale du simulateur
Permet de visualiser le
générateur TBF
Permet de visualiser le
générateur de tension continue
Bouton marche /arrêt
Bouton de
sensibilité
horizontale
Ecran :
- En rouge, la
courbe sur la
borne YA
- En vert, la
courbe sur la
borne YB

Présentation du simulateur du générateur TBF (appelé ici GBF)
Présentation du simulateur du générateur de tension continue
Bouton de réglage de la
valeur maximale
Boutons de réglage de
la fréquence
Boutons de réglage de
l’allure du signal :
sinusoïdale ; carrée ;
Triangulaire.
Bouton marche/arrêt
Boutons de réglage de la
valeur de la tension
continue

II. Exercices
Partie A :
Question 1
Faire apparaître le générateur TBF en cliquant sur le bouton qui permet de le visualiser.
Question 2
Simuler le branchement des fils sur les bornes de l’oscilloscope (la borne rouge YA et la borne noire) et
sur les deux bornes du générateur TBF en cliquant sur chaque borne l’une après l’autre (les fils
apparaissent au fur et à mesure).
Question 3
Noter la valeur de la fréquence indiquée par le générateur : f = ……………….
Question 4
Simuler l’allumage de l’oscilloscope en appuyant sur le bouton marche/arrêt.
4.1. En utilisant le bouton de SENSIBILITE VERTICALE, modifier la courbe rouge de façon à ce
qu’elle apparaisse en entier verticalement sur l’écran et qu’elle soit la plus grande possible sur l’axe
vertical.
Noter le réglage du bouton de sensibilité verticale de la courbe rouge : ………..……
La valeur maximale est Umax = ……..
4.2. En utilisant les boutons de SENSIBILITE HORIZONTALE, modifier la courbe rouge de façon
à visualiser au moins deux motifs élémentaires.
Noter le réglage du bouton de sensibilité horizontale de la courbe rouge : ………..……
En déduire la valeur de la période : T = ………….……
Calculer la valeur de la fréquence en expliquant le raisonnement suivi :
Question 5
Comparer la valeur de fréquence calculée précédemment avec la valeur de fréquence indiquée par le
générateur TBF :
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Partie B :
Question 1
Faire apparaître le générateur TBF en cliquant sur le bouton qui permet de le visualiser (Voir présentation
générale du simulateur).
Question 2
Régler la fréquence du générateur sur une valeur d’environ 5 kHz et tourner le bouton d’amplitude sur une
position au hasard.
Noter la valeur de la fréquence indiquées par le générateur : f = ……………….
Question 3
Simuler le branchement des fils sur les bornes de l’oscilloscope (la borne rouge YA et la borne noire) et
sur les deux bornes du générateur TBF en cliquant sur chaque borne l’une après l’autre (les fils
apparaissent au fur et à mesure).
Question 4
Simuler l’allumage de l’oscilloscope en appuyant sur le bouton marche/arrêt.
4.1. En utilisant le bouton de SENSIBILITE VERTICALE, modifier la courbe rouge de façon à
ce qu’elle apparaisse en entier verticalement sur l’écran et soit la plus grande possible sur l’axe
vertical.
Noter le réglage du bouton de sensibilité verticale de la courbe rouge : ………..……
La valeur maximale est Umax = ……..
4.2. En utilisant les boutons de SENSIBILITE HORIZONTALE, modifier la courbe rouge de
façon à visualiser au moins deux motifs élémentaires.
Noter le réglage du bouton de sensibilité horizontale de la courbe rouge : ………..……
En déduire la valeur de la période : T = ………….……
Calculer la valeur de la fréquence en expliquant le raisonnement suivi : (RAPPEL : 1s = 1 000 000 μs)
Question 5
Comparer la valeur de fréquence calculée précédemment avec la valeur de fréquence indiquée par le
générateur TBF :
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