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Niveau maths sup
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Filtre passe-bas et modification de fréquence

Posté par
jojoxxp4
16-01-14 à 12:46

Bonjour,

Le circuit est alimentée à l'entrée par une source délivrant une tension sinusoïdale ve(t) = Ve cos(ωt) de pulsation ω. On désigne par Vs la tension de sortie.

On mesure pour différentes fréquences les tensions efficaces Ve et Vs
f(Hz) | 20 | 50 | 100 | 200 | ...
Ve(V) | 7.9 | 8 | 8.3 | 8.9 | ...
Vs(V) | 7.1 | 7 | 6.4 | 5.2 | ...
Calculer le gain obtenu pour les différentes fréquences... Représenter le gain expérimental...



Bon peu importe les valeurs numériques et le calul du gain..

Je ne comprends pas pourquoi on a différentes tensions efficaces Ve et Vs lorsque la fréquence change ??
Quelque soit la fréquence, Ve(eff) n'est-elle pas censée être toujours égale à Ve/√2 ?



Merci pour toute aide !

Posté par
Iamat
re : Filtre passe-bas et modification de fréquence 16-01-14 à 12:57

Salut,

Effectivement Ve eff = Amplitude /√2 pour une tension sinusoidale quelle que soit la fréquence.

Je suppose que Ve change afin de rendre le calcul moins répétitif

Posté par
jojoxxp4
re : Filtre passe-bas et modification de fréquence 16-01-14 à 13:07

Si la fréquence change, la norme de la fonction de transfert change, et donc le rapport Vs/Ve change..

Donc l'une des grandeurs Ve et/ou Vs varie.. Comment se fait t-il que Veff est toujours constante égale à Ve,max/√2 ?

Posté par
Iamat
re : Filtre passe-bas et modification de fréquence 16-01-14 à 13:10

Veff est toujours constante égale à Ve,max/√2 pour une tension sinusoidale


tu peux lire l'article ci-dessous qui donne la formule générale de la valeur efficace et les formules simplifiée pour les signaux usuels:

Posté par
jojoxxp4
re : Filtre passe-bas et modification de fréquence 16-01-14 à 13:18

Oui c'est ça donc Veff est toujours constante égale à Ve,max/√2 pour une tension sinusoidale

Que représente donc les Ve et Vs dans l'énoncé ?

Posté par
Iamat
re : Filtre passe-bas et modification de fréquence 16-01-14 à 13:21

je ne peux que lire ton énoncé

tu as un appareil avec en entrée Ve(t) et en sortie Vs(t)

le tableau donne les valeurs efficaces de Ve(t) et Vs(t) pour quelques fréquences

Posté par
jojoxxp4
re : Filtre passe-bas et modification de fréquence 16-01-14 à 13:23

Mais on avait dit que les valeurs efficaces de Ve(t) et Vs(t) sont indépendantes de la fréquence

Posté par
Iamat
re : Filtre passe-bas et modification de fréquence 16-01-14 à 13:31

tu prends 2 sinusoïdes de même amplitude mais de fréquences différentes tu obtiens la même valeur efficace.

Pour Ve(t), si les meusures indiquent des valeurs efficaces différents selon la fréquence, cela signifie que l'amplitude de signal est différente.

Pour Vs(t), la valeur de sortie dépend de la valeur d'entrée si l'entrée varie, la sortie varie aussi, de plus ici l'appareil fonctionne comme un filtre, il laisse passer plus facilement les basses fréquences que les hautes. Le gain pour les basses fréquence est donc plus élevé que pour les hautes fréquences.

Nous sommes des filtres passe bas, grâce à cela nous survivont aux ondes électroméagntique de plus de 100 000 V que nous envoie constamment le soleil, la fréquence de la lumière étant très élevé, nous ne ressentons qu'un peu de chaleur.

De même grâce au filtre qui sélectionne une certaine fréquence tu peux entre une station radio ou regarder une chaîne télé à la fois, je pense que tu seras d'accord avec moi quand je dis qu'il serait moins intéressant d'entendre toutes les station radio du monde en mêmz temps dans la même radio.

Posté par
J-P
re : Filtre passe-bas et modification de fréquence 16-01-14 à 13:40

Un générateur de tension n'est jamais parfait, il présente une impédance de sortie.

Et donc la tension de sortie du générateur varie avec le courant débité.
Or, le courant de sortie varie avec l'impédance de la charge ... qui varie en général avec la fréquence.

Il n'y a donc rien de surnaturel qu'avec un même règlage d'amplitude à vide d'un générateur, l'amplitude de la tension de sortie du générateur varie avec la fréquence si le générateur attaque une impédance variant avec la fréquence. (ce qui est souvent le cas en pratique).

Une fois n'est pas coutume, voila enfin un énoncé qui tient compte d'un phénomène habituel ... et c'est cela qui te perturbe.

On a en sinusoïdal : V(eff) = Vmax/V2, mais cela n'implique en rien que la tension efficace ( et crète) d'entrée du "circuit" soit la même pour toute la gamme de fréquence.

Le "gain" du circuit pour les différentes fréquences est :

A 20 Hz : |G| = 7,1/7,9 = 0,8987
A 50 Hz : |G| = 7/8 = 0,875
A 100 Hz : |G| = 6,4/8,3 = 0,7711
A 200 Hz : |G| = 5,2/8,9 = 0,5843

Posté par
jojoxxp4
re : Filtre passe-bas et modification de fréquence 16-01-14 à 14:29

Ahh donc si j'ai bien compris:

Puisque U = E - RI (générateur de tension non idéal):
La tension d'entrée U du générateur varie à cause du courant débité qui varie avec la fréquence (car l'impédance Z varie).
Par conséquent la tension de sortie varie elle aussi en amplitude !



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