Tension continue et tension alternative

Chapitre 2 :
Tension continue et tension alternative périodique
Qu'est-ce qui distingue la tension fournie par le secteur de celle fournie par une pile ?
Compétences travaillées :
Tracé d'un graphique représentant les variations d'une tension au cours du temps
Reconnaître une tension alternative périodique
Détermination du motif, de la période et de la fréquence d'une tension
Détermination de la tension maximale
I - Compare les courants continu et alternatif : (DC / AC)
DC : Acronyme pour direct current(courant continu): symbole
AC : Acronyme pour alternative current(courant alternatif):symbole
Rappels :
Dans un circuit fermé le courant circule de la borne + vers la borne – du générateur
Une DEL s'allume quand elle est traversée par le courant dans le sens de la flèche de son symbole
GTBF : Générateur très basses fréquences.
Expériences :
V
+
V
V
COM
4,5 V
-
V
COM
GTBF
~
Comment faire briller la DEL eteinte dans le montage avec la pile ?
Comment expliquer l'observation avec l'alternateur ?
Voir AnimationGTBF_DEL(s)-Lampe.swf
A retenir :
La pile fournit une tension dont la valeur ne change pas au cours du temps : c'est
une tension continue.
Le GTBF fournit une tension dont la valeur change de signe au cours du temps :
c'est une tension
alternative.
Remarque :
Pour une tension continue, la polarité des bornes du générateur ne change pas : le
courant électrique circule dans un seul sens.
Pour une tension alternative, la polarite des bornes du generateur alterne : le courant
electrique circule alternativement dans un sens puis dans l'autre.
II – Étude de la tension fournie par un GTBF :
Quelle est l'allure d'une tension delivrée par un Generateur Très basse Frequence ?
Énoncé :
On souhaite étudier les variations au cours du temps de la tension aux bornes d’un GTBF.
Protocole et mesures :
Matériel : Un GTBF, un voltmètre et un chronomètre
On règle le GTBF. sur la plus faible fréquence et on branche le voltmètre entre ses bornes.
1) Le schéma du montage :
On utilise le chronomètre pour relever
la tension toutes les 10 secondes.
GTBF
∼
V
2) Tableau de mesure :
temps t (s) 0
Tension u(V) 0
10 20
temps t (s) 170 180
30
40 50
60
190
200
210
70
80
220
90
230
100
110
120 130 140
240
250
260
270
150 160
280
Tension u(V)
3) Représentation graphique : (Sur papier millimétrée ou tableur «B2i_Etude de U=f(t)»
Rappel :
Tracer la courbe représentant la tension (U) en fonction du temps (t): U = f(t)
Tracer et nommer les deux axes «grandeur et unité»
Choisir une echelle adaptée:
1cm
…........ s (seconde)
1cm
…......... V (volt)
Placer les points de coordonnées (t,u) en utilisant le signe (+).
Tracé de la courbe : La courbe doit être lissée: tracée à main levée sans point anguleux.
Ne pas relier les points avec des segments de droite !
Donner un titre au graphique.
Voir Diapo 1 et 2
4) Exploitation du graphe :
Comment varie la tension au cours du temps ? …..............................................................
…..................................................................................................................................................
Quelle est la valeur maximale de la tension (Umax) ? La valeur minimale (Umin) ?
Umax = .............................................Umin =................................. = ..................................
Quelle durée (t1, t2 et t3) sépare deux valeurs consécutives de la tension maximale, de
la tension minimale et de la tension nulle ? …...........................................................
Repasse en rouge le motif(la plus petite portion) qui se reproduit sur la courbe.
La tension delivree par le GTBF peut-elle être qualifiée de phénomène qui se répète dans
le temps ? Comment qualifie-t-on un tel phénomène ?............, …..............................................
A retenir :
⌦Une tension est dite alternative, si sa valeur …………….....de signe
+,-,+,-,+,...
au cours du temps.
⌦Elle est périodique si elle se …........................... identique à elle même au cours
du temps.
⌦La tension alternative est dite sinusoïdale si la forme de sa courbe est en
«vague» : une sinusoïde.
motif et période: Voir diapo 3
A connaître :
Motif élémentaire : la plus petite portion de courbe qui se répète au cours du temps
Période, notée «T» :la durée d'un motif, elle s'exprime en secondes (s)
Tension maximale, notée «Umax» : tension la plus élevée atteinte par la courbe
Sur certaines fiches signalétiques des appareils électriques on trouve une autre valeur
50 Hz
C'est la fréquence notée « f » :
C'est le nombre de périodes (ou motifs) par seconde.
f=1/T
Hertz (Hz)
seconde (s)
Si la période est en milliseconde il faut la convertir en seconde(1ms=0,001s)
Déterminer la fréquence de votre tension
f = …......... = ….........
Remarque :
⌦Une tension alternative périodique est caractérisée par sa période «T» et sa
tension maximale «Umax».
⌦La tension du secteur est alternative. Elle est sinusoïdale.
⌦La fréquence de la tension du secteur en France est de 50 Hz.
Exercices: Page 129 : Ex: 6,7 et 8
Page 131 : Ex: 15
Page 133 : Ex: 26
Évaluation bicyclette
Évaluation B2i : Tracé d'une courbe avec un tableur
Contrôle : Tensions continues et tensions alternatives périodiques le : ….........................