Annexe TP n°4 : VALEUR EFFICACE D`UNE TENSION SINUSOÏDALE

Lycée Jean FAVARD -- GUERET 1ère STI 2D / 1ère STL 2011/2012
Série 2 TP n°1 : INITIATION A L’OXYDOREDUCTION
Objectif du TP : Manipuler les voltmètres numériques et oscilloscope afin d’introduire la notion de valeur efficace
Vous disposez du matériel suivant :
- Alimentation continue réglable, - Générateur basse fréquence
- Une ampoule, - Des fils de liaison, - un oscilloscope,
- Voltmètre numérique RMS vrai ou TRMS True Root Mean Square : « vraie racine de la moyenne des carrés »
- Un luxmètre (instrument de mesures qui permet de mesurer l’éclairement = énergie lumineuse reçue par unité de surface)
- Une boite en carton, de la pâte à fixe ou du scotch et un cutter. (to cut = couper)
1./ Lectures d’oscillogrammes (valeur maximale et valeur minimale)
Un oscilloscope est un appareil de mesures qui permet de visualiser les variations de la tension au cours du temps (c’est un
« voltmètre » qui au lieu d’afficher une valeur affiche la courbe représentative de la tension en fonction du temps, connaissant les
échelles axiales (= échelle des abscisses : temps TIME/DIVISION) et transversales (= échelle des ordonnées : tension
VOLTS/DIV) on peut déterminer les valeurs maximales et minimales de la tension observée ainsi que la durée de certains
évènements (période notamment).
Exemple :
Calibres :
En X échelle des abscisses, temps :
5 ms / div.
En Y (CH) échelle des ordonnées, tension :
0,5 V / div.
GND pour Ground (= Terre), référence du zéro
Remarque : la plupart des oscilloscopes sont bicourbes : ils permettent de visualiser simultanément deux tensions différentes.
Travail demandé : exploitation des oscillogrammes :
Oscillogramme 1 : La tension u(t) donnée sur l’oscillogramme ci-dessous a été relevée sur la voie CH1 (Ch = channel la voie)
d’un oscilloscope. Déterminer U Max et U Min
En CH1 : 5 V / div
GND
Valeur maximale :
U Max = 3 div x 0,5 V/div
UMax = 1,5 V
Valeur minimale :
U Min = -3 div x 0,5 V/div
U Min = - 1,5 div
GND

Oscillogramme 2 : La tension u(t) donnée sur
l’oscillogramme ci-contre a été relevée sur la
voie CH1 d’un oscilloscope. Déterminer U Max
et U Min
En CH1 : 2 V / div
Oscillogramme 3 : La tension u(t) donnée sur
l’oscillogramme ci-contre a été relevée sur la
voie CH1 d’un oscilloscope. Déterminer U Max
et U Min
En CH1 : 0,5 V / div
Oscillogramme 4 : La tension u(t) donnée sur
l’oscillogramme ci-contre a été relevée sur la
voie CH1 d’un oscilloscope. Déterminer U Max
et U Min
Que peut-on dire de cette tension ?
En CH1 : 10 V / div
Oscillogramme 5 : Les tensions u(t) et uR(t)
données sur l’oscillogramme ci-contre ont été
relevées respectivement sur les voies CH1 et
CH2 d’un oscilloscope. Déterminer U Max et U
Min ainsi que U R Max et UR Min.
voie 1 : u(t)
voie 2 : uR(t)
calibres :
Voie 1 : 20V/div
Voie 2 : 10V/div
GND
GND
GND
GND

1./ Mesures en continu
- Réaliser le montage ci-dessous :
- En fermant la « boite », vérifier que l’éclairement EOBS mesuré est quasi-nul, noter cette valeur sur le document réponse.
- Alimenter l’ampoule par le générateur « continu », régler en la mesurant une tension de U1 DC = 4 V. Vous utiliserez un
voltmètre (multimètre) en mode continu (DC).
- Dessiner sur votre compte rendu le schéma électrique du montage ainsi réalisé.
- Expliquer pourquoi ces mesures doivent être faites à l’intérieure d’une boite opaque.
- Mesurer la valeur U1 AC de cette même tension (Voltmètre en mode AC). Compléter le document réponse fourni en
annexe.
- Connecter alors l’oscilloscope en reliant les bornes de même couleur. Faire vérifier par le professeur.
- Relever l’oscillogramme obtenu (document réponse). Commenter.
- Noter la valeur de l’éclairement E1 (Compléter le document réponse fourni en annexe)
2./ Mesures en Alternatif
- Remplacer l’alimentation continue par le GBF,
- Régler la tension u2 délivrée par le GBF (en agissant sur le bouton LEVEL (= niveau)), pour obtenir sensiblement le même
éclairement que précédemment (la fréquence doit être réglée à 1000 Hz = 1 kHz).
- Connecter alors l’oscilloscope en reliant les bornes de même couleur. Faire vérifier par le professeur.
- Relever l’oscillogramme obtenu sur le document réponse puis déterminer U2 Max et U2 Min (compléter le tableau).
- En utilisant un voltmètre, mesurer U2 DC et U2 AC (compléter le tableau).
- Comparer U1 DC = 4 V à U2 AC
3./ Définition de la valeur efficace
A partir des mesures effectuées et en utilisant les termes indiqués ci -après, compléter la définition ci-dessous :
La ………………………. d’une ………………………. est la valeur de la ………………………. qui aurait, sur une période, les
………………………. sur le fonctionnement des récepteurs et les ………………………..
mêmes effets - tension périodique – échanges d’énergie – tension continue - valeur efficace
4./Travail supplémentaire
- Compléter le tableau fourni en annexe.
- Comparer le rapport U 2 Max / U 1 DC à
2
Connecté à la borne - du
générateur
Connecté à la borne + du
générateur

Annexe TP n°4 : VALEUR EFFICACE D’UNE TENSION SINUSOÏDALE
1./ Mesures en continu
Mesure de
l’éclairement dans
l’obscurité :
EOBS =
Mesure de la
tension :
U1 AC =
Mesure de
l’éclairement
E1 =
Relever la courbe observée (u1) avec les calibres indiqués
Calibres :
Voie 1 : 2 V/div
X : 0,1 ms/div
2./ Mesures en Alternatif
Relever la courbe (u2) observée avec les calibres indiqués
Calibres :
Voie 1 : 2 V/div
X : 0,1 ms/div
U2 Max
U2 Min
U2 DC
U2 AC
3./Travail supplémentaire
Etude en continu :
U 1 DC
2,0 V
3,0 V
3,5 V
4 ,0V
Eclairement
mesuré
Etude en alternatif :
U 2 AC
2,0 V
3,0 V
3,5 V
4 ,0V
U 2 Max
Eclairement
mesuré
U 2 Max / U 1 DC