Tension électrique alternative sinusoïdale

I
Définition

                                       

Tension Continue

Tension constante qui ne varie pas au cours du temps

Exemples :
  • Piles
  • Batteries

Tension Variable

Tension qui varie au cours du temps

Exemples :
  • Dynamo
  • Prise de secteur

II
Oscilloscope

Appareil électrique permettant de visualiser la variation de la tension en fonction du temps.

📺

Composition :

  • Écran gradué verticalement et horizontalement
  • 2 entrées (X et Y)
  • Borne de masse électrique
  • Bouton de réglage du balayage horizontal (temps)
    Ex: Sh = 20 ms/div ou 0.5 ms/div
  • Bouton de réglage du balayage vertical (tension)
    Ex: Sv = 0.1 V/div ou 10 V/div
  • Sélecteur mode tension (DC/AC)

Représentation schématique d’un oscilloscope

III
Visualisation des tensions

1
Tension Continue

Configuration :

  • Sélecteur sur DC
  • Sensibilité verticale : 5 V/div

Branchement :

  • Pôle + à l’entrée X
  • Pôle – à la masse

Observation :

Un trait horizontal au-dessus de l’axe du temps, indiquant une tension constante.

Calcul de la tension :

\[ U = y \times S_v \]
U = tension (V)
Sv = sensibilité (V/div)
y = graduations (div)

Exemple :

U = 2 div × 5 V/div = 10 V

III
Tension Alternative

2
Configuration et Observation

Réglages :

  • Sélecteur sur AC
  • Sv = 5 V/div
  • Sh = 5 ms/div

Branchement :

  • Pôle GBF à entrée X
  • Autre pôle à la masse

Observation :

Ondulations alternées symétriques autour de l’axe X, se répétant périodiquement.

—

Signal alternatif sinusoïdal observé

Remarque :

Il existe différents types de signaux alternatifs : sinusoïdal, carré, triangulaire…

IV
Caractéristiques

                                       

a
Tension Maximale (Umax)

\[ U_{max} = y \times S_v \]
Umax = tension (V)
Sv = sensibilité (V/div)
y = graduations (div)

Exemple :

y = 3 div ; Sv = 5 V/div
Umax = 3 × 5 = 15 V

b
Tension Efficace (Ueff)

Mesurée par un voltmètre

\[ U_{max} = \sqrt{2} \times U_{eff} \approx 1,41 \times U_{eff} \]

Exemple :

Umax = 15 V
Ueff = 15 / 1,41 ≈ 10,6 V

c
Période (T)

\[ T = x \times S_h \]
T = période (s)
Sh = sensibilité (s/div)
x = graduations (div)

Exemple :

x = 4 div ; Sh = 5 ms/div
T = 4 × 5 = 20 ms (0,02 s)

d
Fréquence (f)

\[ f = \frac{1}{T} \]

Unité : Hertz (Hz)

Exemple :

T = 20 ms = 0,02 s
f = 1 / 0,02 = 50 Hz

Remarque :

Le courant alternatif possède les mêmes caractéristiques : Imax, Ieff, T, f.

 

Le courant électrique alternatif sinusoïdal - Exercices corrigés