La visualisation d'une tension alternative
L'oscilloscope
Oscilloscope
L'oscilloscope est un appareil électrique permettant de visualiser et de mesurer les grandeurs d'une tension au cours du temps.
Oscillogramme
Un oscillogramme est la représentation graphique de la tension donnée par l'oscilloscope.
Réglage de l'oscilloscope
Réglage de la sensibilité verticale
Sensibilité verticale
La sensibilité verticale correspond à l'échelle verticale de l'oscillogramme. Cette sensibilité verticale est exprimée en Volt/divisions.
Il faut régler la sensibilité verticale de telle sorte que la courbe occupe tout l'écran.
Si l'on choisit une sensibilité verticale de 2V/div, alors une division (un carreau) verticale représente 2V.
Réglage de la durée de balayage
Durée de balayage
La durée de balayage correspond à l'échelle horizontale de l'oscillogramme. Elle s'exprime en s/div.
Il faut régler le balayage de façon à obtenir un ou deux motifs élémentaires sur l'écran.
Si l'on choisit une durée de balayage de 5 ms/div alors une division correspond à 5 ms.
Exploitation de l'oscillogramme
Détermination de la valeur maximale Umax
Sur l'axe des ordonnées (vertical), il faut compter le nombre de divisions en partant de l'axe horizontal au point le plus haut de la courbe. Il faut ensuite relever la sensibilité verticale sur l'oscilloscope.
U_{max} = \text{Nombre de divisions}\times Sensibilité
Sur cet oscillogramme le nombre de divisions jusqu'au point le plus haut est de 3 et la sensibilité est de 2 V/div.
Umax = 3\times2 = 6 V
Détermination de la période T
Sur l'axe des abscisses (horizontal), il faut compter le nombre de divisions correspondant à un motif élémentaire.
Il faut ensuite regarder la durée de balayage sur l'oscilloscope.
T =\text{Nombre de divisions} \times Balayage
Sur cet oscillogramme le nombre de divisions d'un motif élémentaire est de 4 divisions. Le balayage est de 5 ms/div.
T = 4 \times 5 = 20 ms.
Calcul de la fréquence F
Fréquence
La fréquence est le nombre de motifs élémentaires en une seconde. L'unité de la fréquence est le hertz, de symbole Hz. La fréquence est l'inverse de la période exprimée en seconde :
f= \dfrac{1}{T}
Sur cet oscillogramme la période est de 20 ms, soit 0,02 s.
La fréquence est alors :
f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{0{,}02} = 50 Hz
La tension du secteur en France est alternative sinusoïdale de fréquence 50 Hz.
Valeur maximale et valeur efficace
Valeur efficace
Valeur efficace
La valeur efficace Ueff d'une tension alternative périodique est la valeur affichée par un voltmètre utilisé en mode alternatif. Son unité est le Volt (V).
Calcul de la valeur efficace
La valeur maximale (Umax) d'une tension alternative périodique est proportionnelle à la valeur efficace (Ueff).
Pour une tension sinusoïdale :
U_{eff} = \dfrac{U_{max}}{\sqrt{2}}
Les valeurs de tension indiquées sur les appareils électriques sont des valeurs efficaces.