Laboratoire du web

 

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 1°) Mise en évidence de tensions alternatives :

Branchons deux diodes électroluminescentes (D.E.L.) en dérivation, en sens inverse, aux bornes d'un générateur continu.
Une seule D.E.L. fonctionne. L'autre est bloquée, le courant ne la traverse pas.

 

Si on inverse le générateur en permutant ses bornes, c'est la D.E.L. qui était précédemment bloquée qui éclaire.
Recommençons la même expérience avec un générateur "alternatif" de basse tension.
Les deux D.E.L. semblent fonctionner en même temps. Est-ce possible ?

Bien sûr que NON ! Nous pouvons le vérifier en déplaçant rapidement les D.E.L. (il faut les relier avec de longs fils souples): Nous apercevons alors des pointillés lumineux qui nous apprennent que les D.E.L., en réalité, fonctionnent alternativement, par intermittence. A cause de la persistance de l'image sur notre rétine, les D.E.L. semblent éclairer continuellement si cette image se forme toujours au même endroit dans l'oeil.

CONCLUSION : La tension fournie par une génératrice de bicyclette ou un transformateur est variable, elle s'inverse au cours du temps.
Ces variations étant en général très rapides, les voltmètres conçus pour le courant continu, ne peuvent pas être utilisés.

II°) Vocabulaire :

• Continu :   Une grandeur est continue si sa valeur ne varie pas au cours du temps.
• Variable :  Une grandeur est variable si sa valeur change au cours du temps.
• Périodique : Un phénomène et périodique s’il se répète de manière identique à intervalle de temps régulier
• Alternatif :  Une grandeur est alternative si sa valeur passe successivement du positif au négatif puis au positif …

III°) Tensions alternatives :

Un G.B.F. est un Générateur Basse Fréquence.

Brancher le voltmètre aux bornes du G.B.F., observer la valeur de la tension délivrée.

Reste-t-elle constante au cours du temps ?

On cherche donc à savoir comment évolue la tension délivrée par le G.B.F.

a-Tracé de la courbe U=f(t) :

 

Mesures :

On releve dans le tableau ci-dessous la valeur de la tension toutes les 5 millisecondes (sans oublier les signes -).

 

Représentation graphique :

b-Conclusion :

La tension délivrée par le G.B.F. est :

• Variable
• Périodique
• Alternative
• Sinusoïdale car son allure correspond à celle d’une fonction sinus.

IV°) Propriétés des tensions alternatives :

a) La période :

 


Définition : La période est la durée du plus petit motif qui se répète.

 

Notation et unité : On la note T et elle s’exprime en seconde (s)

Formule pour calculer T : T =1 /f
Avec T en seconde et f en hertz


Exemple : Sur la courbe f =50 Hz
Donc T = 1 / f = 1 / 50 = 0,020 s = 20 ms.

b) La fréquence :

Définition : La fréquence est le nombre de période que l’on trouve dans une seconde.

 

Notation et unité : On la note f et elle s’exprime en hertz (Hz)

Formule pour calculer f : f =1 /T
Avec T en seconde et f en hertz


Exemple : Sur la courbe T =20 ms
Donc f = 1 / T = 1 / 0,020 = 50 Hz.


 

c) L'amplitude :  

 

Définition : La valeur maximale correspond au sommet de la courbe (mesurée par rapport au 0).

 

Notation et unité : On la note U_MAX et elle s’exprime en Volt (V)

Formule pour calculer f : f =1 /T
Avec T en seconde et f en hertz

Exemple : Sur la courbe U_MAX = 6 V.

d) Bilan :

	Notation	Unité	Symbole de l’unité
Période	T	seconde	s
Fréquence	f	hertz	Hz
Valeur maximale	UMAX	volt	V