http://projet.eu.org/pedago/sin/1STI2D/TP/2-TP_courant_alternatif.pdf

Classe de première STI2D
Courant alternatif
1. Objectif du TP
•
Représenter la forme du courant alternatif sinusoïdale.
•
Calculer des grandeurs valeurs maximales et efficaces.
2. Création du courant alternatif
Visualiser la vidéo, puis répondre aux questions suivantes :
1. Un alternateur est composé :
3. Si la variation du champ magnétique augmente :
 d'un moteur
 l'intensité du courant augmente
 d'un rotor
 l'intensité du courant diminue
 d'un engrenage
 il n'y a pas de variation de courant
 d'un stator
4. Plus il y a de pôles sur un stator :
2. Un stator est composé
 plus la fréquence du courant augmente
 de barres de cuivre
 plus la tension du courant augmente
 d'électro-aimants
 plus la puissance du courant augmente
3. Représentation du courant alternatif
La forme du courant alternatif ressemble à une sinusoïde que l'on a modélisé ci-dessous.
Que l'on peut écrire sous la forme
mathématique :
i(t) = Imax.sin(2π.f.t)
avec :
•
•
•
Imax : amplitude du courant
f : fréquence du courant
t : temps
Pour rappel,
•
la période est le temps T pour effectuer 1 cycle ; elle se mesure en secondes.
•
la fréquence f, est le nombre de cycles par seconde ; elle se mesure en Hertz (Hz).
On a donc la relation suivante entre ces deux grandeurs :
T=
1
f
3.1. A partir de la loi d'Ohm, que peut-on dire de la forme de la tension et du courant alternatif ?
…....................................................................................................................................................
3.2. A l'aide d'un tableur, représenter la forme d'une tension alternative u(t) de fréquence f = 50 Hz sur une durée
de 2 périodes et pour une valeur maximale Umax = …........ V
3.3. Relever les tensions à :
•
t = 5 ms : u(5) = .................. V
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•
t = 10 ms : u(10) = .................. V
•
t = 15 ms : u(15) = .................. V
•
t = 20 ms : u(20) = ….............. V
3.4. Vérifier le résultat obtenu avec le logiciel ISI Proteus.
Relever la tension lue au voltmètre : U = ................ V
4. Grandeurs maximales et efficaces
4.1. Sur le tableur, représenter graphiquement u²(t) et U² sur 1 période.
4.2. En déduire la relation entre les aires A(u²(t)) et A(U²) :
.........................................................................................
4.3. A partir du graphique, déduire la relation entre U²max et U².
..........................................................................................
4.4. En déduire la relation entre Umax et U.
..........................................................................................
4.5. Reporter les courbes u(t), u²(t) et U² sur le graphe ci-dessous en indiquant les échelles et les courbes.
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