Fiche de physique - chimie
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La tension continue et la tension alternative périodique

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Prérequis
Dans ce chapitre nous ferons appel essentiellement à tes connaissances sur l'utilisation du voltmètre, et sur la réalisation des circuits électriques.

Enjeu
Il faut être capable à l'issu de ce chapitre de construire une représentation graphique de la tension et mesurer la tension maximum.

I. Deux types de tension

La tension continue :
On mesure la tension aux bornes d'une pile. L'écran du voltmètre indique toujours la même valeur : 3,5V. Représentons la tension mesurée ci-contre en fonction du temps :
La tension continue et la tension alternative périodique : image 8


Conclusion :
La tension délivrée par une pile est continue : elle impose un seul sens pour le courant, dont l'intensité est constante au cours du temps.

La tension alternative :
Une tension alternative est produite grâce à un alternateur.
Un GBF est un générateur de tension alternative dont le symbole est :
La tension continue et la tension alternative périodique : image 2


Expérience :
On réalise l'expérience suivante :
La tension continue et la tension alternative périodique : image 3


Observations :
Les deux DEL clignotent alternativement.
Un voltmètre placé aux bornes du GBF indique des tensions alternativement positives et négatives qui se répètent régulièrement au cours du temps.

Conclusion :
La tension délivrée par un GBF est alternative périodique.
Le courant qu'elle impose circule tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre.
Une tension alternative périodique a des valeurs qui se répètent régulièrement au cours du temps et qui sont alternativement positives et négatives.

II. Représentation d'une tension alternative

Expérience :
On branche un voltmètre aux bornes d'un générateur très basse fréquence (GTBF).
On mesure alors les valeurs de la tension toutes les 5 secondes et on les note dans un tableau.
La tension continue et la tension alternative périodique : image 4


Traçons la courbe représentant la tension en fonction du temps.

On recommence la manipulation mais en remplaçant le GTBF par la pile. Tracer également la courbe sur la même feuille.
La tension continue et la tension alternative périodique : image 5


Tension maximale :
La tension varie entre deux valeurs :
Umax = 8V et Umin = -8V


La tension maximale Umax est la valeur de la tension aux sommets de la courbe.
Les valeurs de la tension sont alternativement positives et négatives. On dit que la tension est alternative.
La courbe représentant la variation de la tension aux bornes du GBF en fonction du temps est une sinusoïde et la tension est dite sinusoïdale.

Période :
La courbe est constituée d'un motif qui se reproduit régulièrement.
La durée de ce motif est : T = 30 s
La durée d'un motif élémentaire s'appelle la période et est notée T. Elle s'exprime en seconde.
On dit que la tension est périodique.

La fréquence :
La fréquence correspond au nombre de motifs par seconde. On la note f :
f = 1 / T avec T en s.

La fréquence f s'exprime en Hertz (Hz).
Ici : f = 1 / 30 = 0,033 Hz.

Conclusion :
Un GBF délivre une tension alternative, périodique et sinusoïdale.
La période T est la durée en seconde du plus petit motif qui se répète.
La tension du GBF varie entre une tension maximale Umax et une tension minimale Umin.

III. Visualisation d'une tension périodique

L'oscilloscope est un appareil utilisé pour visualiser et étudier une tension continue ou variable en fonction du temps.
La courbe obtenue sur l'écran d'un oscilloscope est appelée un oscillogramme.
L'axe vertical constitue l'axe des tensions et l'axe horizontal, celui du temps.
La tension continue et la tension alternative périodique : image 6
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