L`eau dans notre environnement

Atelier n° 1 : Principales caractéristiques
1. Définitions :
La tension maximale, notée Umax , est la plus grande valeur de la tension.
 Formule à utiliser : U = nombre de division x V/div
La tension minimale, notée Umin , est la plus petite valeur de la tension.
 Formule à utiliser : U = nombre de division x V/div
Une tension périodique est une tension dont la courbe présente un motif qui se répète au cours du temps.
La période, notée T, d’unité la seconde (s), est la durée d’un motif. Formule à utiliser : T = nombre de division x t/div
La fréquence, notée f, d’unité le hertz (Hz), est le nombre de motifs par seconde.
La fréquence de la tension du secteur en France est 50 Hz.
[Hz] ←f = 1 / T
⇔T=1/f
⇔1=Txf
[s]
2. Exemple :
Exemple :
1. Cette tension est variable au cours du temps.
Abscisse :
2. Les caractéristiques de cette tension sont :
1 division = 4 ms
Umax
Umin
T
Ordonnée :
1 division = 160 V
Évolution de la tension du secteur au cours du temps
Pour calculer la période T ; utiliser : T = nombre de
division x t/div
T=
=
ms =
s.
Elle se reproduit identiquement à elle-même
puisqu’il existe un motif (représenter en
rouge), la tension est périodique.
Pour calculer la fréquence ; utiliser : f =1/T
f =1/T =
=
Hz
Pour calculer des tensions U ; utiliser : U = nombre de division x V/div
Umax =
=
V.
Umin =
=
V.
a. Elle est successivement positive (Umax  0) puis négative (Umin 0) : la tension est alternative.
b. Elle est en forme de « vague », c’est à dire sinusoïdale.
La tension du secteur est donc une tension périodique alternative sinusoïdale de caractéristiques :
T=
s;f=
Hz ; Umin =
V ; Umax =
V
Atelier n° 3 : Que signifie l’indication d’un voltmètre utilisé en position « alternatif » ?
Expérience :
À L’OSCILLOSCOPE
AVEC UN VOLTMÈTRE ALTERNATIF
On visualise la tension délivrée par un générateur de
À l’aide du voltmètre utilisé en position alternatif, on
tension alternative 6 V.
mesure la tension efficace* délivrée par le générateur de 6
On détermine sa valeur maximale
V.
On recommence avec un générateur alternatif de 12 V.
On recommence avec le générateur de 12 V.
Observation et interprétation :
1. Indique si la tension délivrée par le générateur alternatif est sinusoïdale.
2. Comment s’appelle la tension qu’indique le voltmètre en mode alternatif branché aux bornes du générateur ?
3. Complète le tableau de mesures ci-dessous. Trouve la relation entre UMAX et Ueff (utilise la valeur √2=1,41).
Générateur
Mesure de la valeur
maximale de l’oscilloscope
Mesure de la tension
efficace du voltmètre
UMAX/Ueff
Générateur de tension
UMAX = ......... V
Ueff = ......... V
alternative 6 V
Générateur de tension
UMAX = ......... V
Ueff = ......... V
alternative 12 V
4. Pour chacune des tensions sinusoïdales, que remarque-t-on lorsque l’on compare la valeur maximale et la valeur
efficace ?
5. Précise si les tensions indiquées sur le générateur sont des tensions efficaces ou des tensions maximales.
Conclusion :
 Pour une tension sinusoïdale, un voltmètre utilisé en mode alternatif indique la valeur efficace de cette
tension.
 La valeur efficace donnée par le voltmètre est proportionnelle à la valeur maximale donnée par l’oscilloscope.
Atelier n° 2 : Que signifient les courbes affichées par un oscilloscope ?
1. Présentation de l’oscilloscope
n° 1 : bouton marche/arrêt
n° 6 et n° 7 : bornes sur lesquelles on branche la tension à étudier.
(par analogie avec un voltmètre, n° 6 : borne V et n°7 borne COM)
n° 3 : bouton à 3 fonctions


0 ( impose une tension nulle
( permet de mesurer une tension continue et/ou alternative
 ~ ( permet de mesurer une tension alternative
n° 10 permet le réglage vertical du spot lumineux
n° 9 permet le réglage horizontal du spot lumineux
n° 5 (V/DIV) : échelle sur l’axe des ordonnées. Par exemple sur la photo : 1 division représente 0,1 volt
n° 8 (T/DIV) : échelle sur l’axe des abscisses. Par exemple sur la photo : 1 division représente 0,5 milliseconde.
2. Étude de tension (U) avec un oscilloscope
a. Étude d’une tension continue
 Prendre le générateur de tension continue et alternative.
 Repérer les bornes correspondant à la tension continue de symbole
:
 Choisir une tensions, note la valeur sur laquelle tu as positionné le bouton : Ugénérateur continu = …… V.
 Appliquer cette tension continue aux bornes du voltmètre, la mesure donne : Ugénérateur continu = …… V.
 Remplacer le voltmètre par l’oscilloscope (bornes n° 6 et n° 7).
 Puis, choisir une position pertinente pour le bouton n° 3 :
 Si besoin, optimiser les réglages en utilisant les boutons n° 5 et n° 8.
Dessine l’oscillogramme
Relève les échelles
 Abscisse ; note l’échelle (n° 8) : 1 division représente ……… .
 Ordonnée ; note l’échelle (n° 5) : 1 division représente ……… volt (s).
Caractérise la tension :
Upile = ……… ……… = ………
Évolution de la tension du générateur au cours
du temps
b. Étude d’une tension alternative sinusoïdale
 Prendre e générateur de tension continue et alternative. Repère les bornes correspondant à la tension
alternative de symbole :
 Choisis une des douze tensions possibles, note la valeur sur laquelle tu as positionné le bouton : Ugénérateur
alternatif = …… V.
 Applique cette tension alternative aux bornes du voltmètre, la mesure donne : Ugénérateur alternatif = …… V.
 Substitue le voltmètre par l’oscilloscope (bornes n° 6 et n° 7).
 Choisis une position pertinente pour le bouton n° 3 :
 Si besoin, optimise les réglages en utilisant les boutons n° 5 et n° 8.
Dessine l’oscillogramme : représente en vert un motif
Relève les échelles
 Abscisse ; note l’échelle (n° 8) : 1 division représente ……… .
 Ordonnée ; note l’échelle (n° 5) : 1 division représente ……… volt(s).
Caractérise la tension :
Umax du générateur = ……… ……… = ………
Umin du générateur = ……… ……… = ………
T = ……… ……… = ……… = ……… s
Calcule la fréquence :
f = ………….. = ……………… = ………
Évolution de la tension du générateur au cours
du temps
Atelier n° 4 : Que signifient les courbes affichées sur l’écran de l’ordinateur ?
Activité d’analyse : En premier lieu, entraînez-vous en utilisant le logiciel nommé « oscillo-noté2 », pour y accéder vous
devez cliquer sur le dossier nommé « Atelier électricité 3ème support numérique », il est sur le bureau de l’ordinateur du
professeur.
Puis vous compléterez la carte A, puis au choix soit carte B, soit la carte C.
Carte A :
Évolution de la tension au cours du temps : U=f(t)
Consignes : pour chaque graphique U=f(t), compléter le tableau de droite (n’oublier pas de préciser les unités) et repasser
le motif (s’il existe) en rouge.
Sensibilité verticale = 1 V/div
Sensibilité horizontale = 20 µs/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Sensibilité verticale = 1 V/div
Sensibilité horizontale = 20 µs/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Sensibilité verticale = 10 V/div
Sensibilité horizontale = 10 µs/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Sensibilité verticale = 1 V/div
Sensibilité horizontale = 0,5 ms/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Carte B :
Évolution de la tension au cours du temps : U=f(t)
Consignes : pour chaque graphique U=f(t), compléter le tableau de droite (n’oublier pas de préciser les unités) et repasser
le motif (s’il existe) en rouge.
Sensibilité verticale = 5 V/div
Sensibilité horizontale = 50 µs/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Sensibilité verticale = 2 V/div
Sensibilité horizontale = 0,1 ms/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Sensibilité verticale = 1 V/div
Sensibilité horizontale = 10 µs/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Sensibilité verticale = 5 V/div
Sensibilité horizontale = 0,1 ms/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Carte C :
Évolution de la tension au cours du temps : U=f(t)
Consignes : pour chaque graphique U=f(t), compléter le tableau de droite (n’oublier pas de préciser les unités) et repasser
le motif (s’il existe) en rouge.
Sensibilité verticale = 100 V/div
Sensibilité horizontale = 0,1 ms/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Sensibilité verticale = 5 V/div
Sensibilité horizontale = 10 µs/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Sensibilité verticale = 5 V/div
Sensibilité horizontale = 0,1 ms/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=
Sensibilité verticale = 5 V/div
Sensibilité horizontale = 50 µs/div
( Tension continue
Tension maximale (en V) :
( Tension alternative
Umax =
 Sinusoïdale
 Triangulaire
 Rectangulaire
 Sinusoïdale déformée (générée par un alternateur de vélo)
Période (en s) :
Fréquence (en Hz) :
T=
f=