Chapitre 9 Propriœtœs des tensions œlectriques

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La tension électrique mesurée a-t-elle la même valeur à chaque
instant ?
Pourquoi cette lampe
alimentée avec un
générateur de basse
fréquence s'allume-t-elle
et s'éteint-elle
régulièrement?
Sous quelle tension une clôture électrique fonctionne-t-elle ?
a/ Comparer les éclats des lampes dans les expériences. (A et B)
Avec la pile plate 4,5V la lampe est allumée tout le temps. Avec le générateur très basse fréquence
la lampe clignote.
b/ Quel est le montage électrique utilisé pour les deux DEL ? Observer l'éclat des DEL. (Cet D)
Les deux diodes sont branchées en parallèle. (On dit en anti-parallèle car elles sont branchées têtebêche)
Avec la pile plate c’est toujours la diode rouge qui est allumée. Avec le générateur très basse
fréquence les diodes s’allument alternativement.
c/ Que peut-on dire de la valeur de la tension aux bornes du générateur très basse fréquence et aux
bornes de la pile ? (A et B)
La valeur de la tension aux bornes du générateur très basse fréquence et aux bornes de la pile est la
même car les lampes ont le même éclairement lorsqu’elles sont allumées.
d/ Pourquoi peut-on dire que la lampe n'est pas elle-même clignotante ? (A)
C’est le générateur qui fait clignoter la lampe car le lampe utilisée dans les deux expériences est la
même
e/ Reproduire le schéma électrique de l'expérience (C) et indiquer le sens du courant électrique.
f/ Que peut-on dire du sens du courant dans le circuit [D] lorsque l'on observe les deux DEL?
Le sens du courant dans le circuit est alternatif. Il change de sens.
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La tension aux bornes d'une pile a une valeur constante : c'est une tension continue.
Un générateur très basse fréquence produit une tension variable car la tension à ses bornes
varie au cours du temps.
Un générateur très basse fréquence peut créer dans un circuit un courant qui change
régulièrement de sens.
Une lampe aux bornes d'une pile a un éclairage continu : la tension qui l'alimente est dite
continue.
Une lampe aux bornes d'un générateur très basse fréquence (TBF) clignote régulièrement au
cours du temps : la tension qui l'alimente est variable.
Si l'on alimente avec une pile deux DEL en dérivation, l'une étant en inverse par rapport à
l'autre, seule la DEL dans le sens passant s'allume : le sens du courant reste le même au
cours du temps. Si l'on alimente ces deux DEL avec un générateur très basse fréquence, les
DEL s'allument alternativement : le courant change régulièrement de sens.
A/ Un voltmètre est branché aux bornes d'un générateur très basse fréquence. Un chronomètre, qui fonctionne ici sur un ordinateur, indique des « tops » toutes les 10 secondes. À chaque « top » on note la valeur de la tension.
B/ On place les points correspondant
à chaque relevé sur le papier
millimétré puis on trace le graphique.
t (en s)
U
(enV)
t (en s)
U
(enV)
0
0,38
90
-0,51
10
1,22
100
-1,49
20
2,13
110
-2,4
30
2,92
120
-3,25
40
3,2
130
-2,24
50
3,31
140
-1,39
60
2,4
150
-0,5
20
1,36
160
0,39
80
0,43
a/ Que remarque-t-on à propos de la valeur de la tension ?
La valeur de la tension varie au cours du tension
b/ À quels instants la tension a-t-elle une valeur nulle ?
La tension s’annule lorsque t = 84s et t=156s
c/ Que peut-on dire de la valeur de la tension à l'instant t = 43 s ?
A t = 43 s la valeur de la tension est maximale. Elle vaut 3,9V
e/ À quel instant la tension a-t-elle la valeur la plus petite ? Quelle est cette valeur ?
A t = 120s la tension a la valeur la plus petite. Elle vaut -3,2V
f/ Comparer cette tension à la tension aux bornes d'une pile.
La tension aux bornes d’une pile est continue. La tension aux bornes d’un GTBF est variable.
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Un voltmètre branché aux bornes d'un générateur permet de mesurer la valeur de la tension
électrique à différents instants. À partir de ces mesures « point par point », un graphique
permet de visualiser les variations de tensions.
Aux bornes d'une pile, la tension reste constante au cours du temps : elle est continue. Aux
bornes du générateur TBF, la tension est variable : ses valeurs peuvent être négatives ou
positives.
a/ Durant l'enregistrement, la tension est-elle continue ou variable ?
La tension est variable.
b/ Quelle est la valeur de la tension maximale ?
La valeur maximale de la tension est de 4V
c/ Quelle est la valeur de la tension minimale ?
La valeur minimale de la tension est de -2,4V
d/ Quelle est la valeur de la période ?
La valeur de la période est de 110s
e/ Sur le tracé, à quels instants la tension a-t-elle une valeur nulle ?
La valeur de la tension est nulle lorsque t= 35s et t=105s et t=175s
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Une tension est périodique lorsque ses variations se répètent identiques à elles-mêmes au
cours du temps. La plus grande valeur d'une tension variable est la tension maximale Umax.
On peut définir un motif qui correspond à la répétition des variations.
La durée d'un motif est la période. La période se note T, son unité est la seconde (s).
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A/ On installe une sonde
voltmètre sur un
ordinateur. On branche
les fils de la sonde aux
bornes du générateur TBF
sur lequel on a effectué
un nouveau réglage. La
valeur de la tension est
alors relevée automatiquement par
l'ordinateur.
B/ Un logiciel permet
d'obtenir le graphique des
variations de la tension au
cours du temps. L’allure
du graphique observé est
celle d'une tension
sinusoïdale
a/ La tension observée est-elle continue, variable, périodique ?
La tension est variable et périodique
b/ Quelle durée sépare deux valeurs successives de tension maximale ? Comment nomme-t-on
cette durée ?
C’est la période qui sépare deux tensions maximales. Cette durée vaut 2,4 ms
c/ Quelle est la valeur de la tension maximale, Umax ?
Umax=7,5 V
d/ Quelle est la valeur de la tension minimale, Umin ?
Umin= -7,5V
e/ Sur le document B, combien y a t-il de motifs représentés ?
Comparer les parties du graphique où la tension est positive à celles où la tension
est négative. Que remarque-t-on ?
Il y a 4 motifs représentés sur l’oscillogramme.
Il y a autant de signal dans le positif que dans le négatif.
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Dans une centrale thermique, l'énergie thermique fournie par les combustibles produit la
vaporisation de l'eau. La vapeur d'eau en mouvement fournit de l'énergie mécanique à la
turbine de la centrale.
Une tension alternative prend des valeurs positives puis négatives qui se compensent au
cours du temps.
Le graphique d'une tension sinusoïdale a une forme caractéristique observée sur le schéma.
La tension maximale Umax est la plus grande valeur de la tension, son unité est le volt (V).
La tension minimale Umin est la plus petite valeur de la tension.