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BTS IPM1 TP 7
Grandeurs sinusoïdales et déphasage
Sujet du TP
On considère des tensions et courants sinusoïdaux (fonction sinus ou cosinus). Pour comprendre
les notations et formulations utilisées, raisonnons en deux temps : en simulation avec le logiciel
Geogebra puis en pratique avec un circuit RC puis un circuit LR.
Un compte rendu sur feuille séparée est demandé !
1. Simulation avec le logiciel Geogebra
1.1. Axe des abscisses en angle (
en rad)
Tracer la fonction
fcos
pour
33
La syntaxe est donnée par : Fonction[cos(x),-3pi,3pi] dans le logiciel et choisir un axe en
(options → avancé → axe x → Label :
unité:
).
Déterminer la période en rad de cette fonction ainsi que ses valeurs max et min sur l'axe
des ordonnées.
Relever ci-dessous la courbe obtenue :
1.2. Amplitude
Sous Geogebra, définir la fonction
hacos
, le logiciel proposant d'affecter un
curseur à
a
.
Régime sinusoïdal monophasé 1 / 3

Semestre 2
Tracer la courbe obtenue pour
a1,5
dans le repère précédent.
Notez les changements en agissant sur le curseur. On définira
a
comme l'amplitude du
signal.
Rem : en sinusoïdal alternatif, la valeur efficace (mesurée par un voltmètre) est
a
2
.
1.3. Phase (synonyme : « angle »)
Définir dans le logiciel la fonction
h1cosb
avec b curseur de -5 à +5 avec un
pas de 1.
Tracer la courbe sur le repère précédent en choisissant
b2
Associer les termes « avance » et « retard » au signe de b.
Remarques :
si
b0
, on dit que
h
et
f
sont en phase,
si
b0
, on dit que
h
et
f
sont déphasées.
b
est alors le déphasage
de
h
par rapport à
f
.
Souvent
b
est noté
.
1.4. Avec axe des abscisses en temps
On pose une relation de proportionnalité entre
en rad et t en s, telle que :
t
où
est appelée pulsation a pour unité rad/s.
Définir une nouvelle fenêtre dans Geogebra avec des abscisses allant de -0,5 à +0,5.
On choisit
6
pour l'exemple suivant
Tracer la fonction
ftcost
(on rappelle que t est noté x dans le logiciel).
2 / 3 Grandeurs sinusoïdales et déphasage

BTS IPM1 TP 7
Relever sa période T et montrer que
 2
T2f
.
Tracer ensuite la fonction
gtacost
où
a
et
sont des curseurs.
Faire varier ces curseurs et noter leur influence sur la courbe.
2. Application à l'étude de circuits RC et RL en sinusoïdal alternatif
2.1. Circuit RL
a) Régler le GBF de sorte d'avoir
ut8cos200t
. Faire vérifier le réglage après
avoir proposé des appareils facilitant le réglage.
b) Dessiner le schéma d'un montage avec le GBF alimentant d'abord un condensateur
de capacité
C10F
en série avec une résistance
R100
. Un oscilloscope
visualise la tension
ut
aux bornes du GBF et la tension
uRt
aux bornes de la
résistance. Ajouter un voltmètre aux bornes du GBF et un ampèremètre.
c) Après accord pour le schéma, réaliser le montage.
d) Relever l'oscillogramme avec entre 1 et 2 périodes à l'écran puis mesurer le
« décalage temporel »
t
en ms entre les deux courbes.
e) Placer sur l'oscillogramme un axe horizontal en
gradué en rad. Évaluer ensuite le
déphasage
correspondant.
Faire une phrase avec « avance » ou « retard »
f) Donner un lien entre
t
et
.
g) Pour les plus rapides : recommencer la partie 2 en remplaçant le condensateur par
une bobine d'inductance
L0,13H
.
Régime sinusoïdal monophasé 3 / 3