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NOM Formation Technicien Intervention Client
Prénom Module N°1 sur la théorie des signaux et leurs supports.
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MODULE N°1
THEORIE DES SIGNAUX
TENSION ELECTRIQUE
TENSION ELECTRIQUE CONTINUE
Représentation et écriture
volt n. m. (de symbole V) servant à mesurer la différence de potentiel entre deux points d’un
conducteur transportant un courant de 1 ampère lorsque la puissance dissipée entre ces points
est égale à 1 watt.
Volta (Alessandro, comte) (Côme, 1745 - id., 1827), physicien italien. Parmi ses découvertes
en électricité, on compte notamment la pile qui porte son nom (1800).
La tension électrique où différence de potentiels (d.d.p.) entre 2 points (ou bornes) A et B
d’un circuit, se note UAB.
Si UA est le potentiel au point A et UB celui au point B, on a :
UAB = UA - UB
La tension électrique est une grandeur algébrique. Elle se représente par une flèche.
Exemple : A B
UAB = UA - UB
L’unité de mesure de la tension est le Volt noté V.
Notion de référence
Le potentiel d’un point n’est pas mesurable, c’est un nombre qui dépend du point choisi
comme potentiel 0V ou potentiel de référence.
Dans un circuit, le potentiel 0V est appelé « masse ». Il est souvent repéré par : ┴
Utilisation du multimètre en voltmètre
Conduite d’une mesure:
- sélectionner un calibre,
Remarque : si l’ordre de grandeur de la tension à mesurer est connu, choisir le calibre
immédiatement supérieur,
Si l’ordre de grandeur de la tension à mesurer est inconnu, il est préférable
de commencer par le calibre le plus élevé et de procéder par ajustements successifs.
- brancher le multimètre (entre les bornes COM et V DC) aux bornes du circuit sur lequel la
tension est mesurée.
- lire directement le résultat de la mesure en veillant à disposer d’un maximum de chiffres
significatifs.
Remarque : si le signe « - » est allumé, la tension mesurée est négative.
Pour mesurer une tension continue on utilise un voltmètre en position continu -
48 V+ sonnerie telecom.DSN

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TENSION ALTERNATIVE SINUSOIDALE
Les signaux périodiques,
Valeurs instantanées, moyennes et efficaces.
1. PREAMBULE
Une différence de potentiels (un signal électrique) est dit variable lorsque sa valeur
dépend du temps, contrairement à un courant continu.
Une tension variable peut être unidirectionnel ou bidirectionnel :
- unidirectionnel s’il circule toujours dans le même sens ;
- bidirectionnel sinon.
-
Une tension variable est dit périodique s’il se reproduit identiquement à lui-même de
façon régulière au cours du temps :
2. VALEURS CARACTERISTIQUES DES SIGNAUX PERIODIQUES
2.1. PERIODE
Un signal périodique est donc, par définition, la répétition d’un signal variable de
durée finie. Cette durée est appelée période du signal, on la note T (majuscule). L’unité de
mesure de la période est la seconde (en abrégé : s, minuscule), il est primordial de maîtriser
ses sous-multiples : ms (milliseconde), µs (microseconde) et ns (nanoseconde).
Pour mesurer une période on utilise un oscilloscope
2.2. FREQUENCE
Représente le nombre de périodes qui composent le signal pendant une seconde. On la
note f (minuscule). On faisait anciennement état de cycles/seconde. L’unité de mesure de la
fréquence est le Hertz (en abrégé : Hz, H majuscule, z minuscule), ses multiples : le kHz
(kiloHertz), le MHz (mégahertz), le GHz (gigahertz).
Pour mesurer une fréquence on utilise un fréquencemètre ou un oscilloscope (calcul de
fréquence à partir de la période).
t (s)
U
0 t (s)
U
0
Tension variable
unidirectionnelle Tension variable
bidirectionnelle
t (s)
U(V)
0 une période

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La fréquence est l’inverse de la période, on a :
T = 1 / f et f = 1 / T
Exemple : l’énergie électrique est distribuée en France aux particuliers sous la forme
d’une différence de potentiels sinusoïdale alternative de 230 V efficaces à la fréquence de 50
Hz. Le signal périodique correspondant à donc 50 périodes par seconde et une période T de
1/50 s soit 0,02 s ou 20 ms.
3. TENSIONS SINUSOÏDALES
3.1. VALEUR INSTANTANEE
Pour une tension sinusoïdale alternative, la valeur instantanée se calcule avec la
formule suivante :
U = Û sin (ωt + ϕ)
Où : Û est la valeur maximale (également appelée amplitude) de la tension V Volt
ω est la pulsation du signal en radian(s) par seconde (rad/s) : ω = 2.π.f
ϕ est le déphasage du signal exprimé en radian(s).
3.2. VALEUR MAXIMALE
Si la tension sinusoïdale considérée est alternative, sa valeur maximale est identique à
son amplitude.
Pour mesurer une tension maximale ou crête on utilise un oscilloscope
3.3. VALEUR MOYENNE
Si la tension sinusoïdale considérée est alternative, sa valeur moyenne est nulle.
Sinon la tension peut se décomposer en une tension sinusoïdale alternative additionnée d’une
tension continue. La valeur moyenne de cette tension est celle de la tension continue
additionnelle.
Pour mesurer une tension moyenne on utilise un voltmètre en position continue=
3.4. VALEUR EFFICACE
Soit un composant résistif. La valeur efficace de l’intensité du courant variable qui le
traverse correspond à la valeur du courant continu produisant le même dégagement de
chaleur par effet Joule. On note les valeurs efficaces avec des lettres MAJUSCULES : I,
U …
La valeur efficace d’une tension sinusoïdale alternatif se calcule comme suit : U=Umax/√2
Pour mesurer une tension efficace on utilise un voltmètre en position alternative ~
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3.6. EXEMPLE DE REPRESENTATION GRAPHIQUE
Le chronogramme ci-dessus, aussi appelé diagramme temporel, constitue la représentation
graphique d’une tension alternative (donc de valeur moyenne nulle), sinusoïdal, d’amplitude 4
V (soit une valeur efficace de 4 : √2 ≈ 2,83 V), de période 20 ms (d’où une fréquence de 50
Hz et une pulsation de 2 x π x 50 ≈ 314 rd/s). Son déphasage à l’origine est nul.
4. SIGNAUX RECTANGULAIRES
Ils sont très utilisés en électronique numérique (logique câblée ou programmée).
Une tension rectangulaire peut être décomposée en plusieurs tensions sinusoïdales.
decomposition signal carré.DSN
4.1. UN EXEMPLE DE TENSION RECTANGULAIRE
Cette tension périodique a 2 valeurs instantanées : 0 et 5 V. C’est une tension
unidirectionnelle.
T H est, sur une période T, la durée pendant laquelle U est maximale (le H vient de high).
T L est, toujours par rapport à une période, la durée pendant laquelle U est minimale (le L vient
de low).
D’après le chronogramme, T
H = T L , il s’agit d’un signal « carré ».
U
(V)
4
3
2
1
-1
-2
0 5 10 15 20 25 30 35 40 t
(ms)
t (s)
U (V)
0
une période
une période
T
H
T
L
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LE COURANT ELECTRIQUE
LE COURANT ELECTRIQUE
Ampère n. m. ELECTR Unité d’intensité des courants électriques (symbole A).
Ampère (André Marie) (Lyon, 1775 - Marseille, 1836), physicien et mathématicien français.
Particulièrement précoce (il composa à treize ans un traité sur les sections coniques), il fut
inspecteur général de l’Université, membre de l’Institut, professeur au Collège de France. Il
étudia l’action des courants électriques sur les aimants et l’action mutuelle des courants,
créant ainsi l’électrodynamique et ouvrant la voie à de nombreuses inventions.
1.1. CIRCULATION DU COURANT
Le courant électrique est un déplacement de charges électriques dans la matière.
Dans les métaux, les charges électriques sont les électrons de conduction.
Dans le fil de cuivre AB, les électrons libres se déplacent de A vers B, en sens inverse
Le sens conventionnel du courant est de la borne + vers la borne - à l’extérieur du
générateur.
1.2. CHARGES ELECTRIQUE EN CIRCULATION
Considérons un conducteur métallique parcouru par un courant électrique. N électrons de
conduction traversent une section donnée du conducteur pendant une certaine durée Dt, en
sens inverse du sens conventionnel du courant électrique. Chaque électron est porteur d’une
charge électrique égale à -e. Pendant la durée Dt, une charge électrique Q = -Ne traverse
donc la section considérée.
L’unité de charge électrique du système international est le coulomb (symbole : C).
1.3. INTENSITE D’UN COURANT CONTINU
L’intensité d’un courant électrique continu est représentée par un nombre positif. Dans un
conducteur métallique, la charge électrique des porteurs est négative. Nous admettrons que,
par définition, l’intensité I du courant électrique est donnée par la relation :
Q
I = ----------- ou  Q  = I x ∆
∆∆
∆t
∆
∆∆
∆
Q charge électrique (Coulomb : C)
I intensité (Ampère : A)
sens conventionnel du
courant électrique
A B
déplacement des électrons de
conduction du métal