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1) Visualisation d'une tension alternative Pour visualiser une tension alternative on utilise un oscilloscope. Les commandes de l'oscilloscope (document)
Aide réglage du gain et du balayage
On branche une pile de 1, 5 V aux bornes de l'oscilloscope Sensibilité verticale: 2V / div
Aide lecture de l'oscilloscope
On inverse les borne de la pile
On branche ensuite une pile de 4, 5 V aux bornes de l'oscilloscope ( sensibilité verticale 2V / div)
On branche un générateur de tension variable
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| 3 div. sensibilité verticale 2 V / div
Amplitude 6V
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balayage durée 2 ms / div
période 4 div correspond à 8 ms T = 8 ms = 0, 008 s f = 1 / T = 1 / 0,008 = 125 Hz |
Un système interne permet de provoquer la mise en mouvement du spot; c'est le balayage.
Lorsque le balayage est enclenché on observe une courbe semblable à celle construite dans le TP.
Cette courbe est appelée oscillogramme, elle représente les variations de la tension au cours du temps.
L'axe vertical de l'écran de l'oscilloscope représente l'axe des tensions
L'axe horizontal représente l'axe des temps
2) Valeur efficace d'une tension alternative
Que signifie l'indication d'un voltmètre branché en alternatif ?
Pour répondre à cette question,on réalise les manipulations suivantes.
On alimente une lampe avec un générateur de tension continu 6V et on mesure la tension à ses bornes
Schéma du montage
On observe l'éclat de la lampe et on mesure la tension aux bornes de la lampe à l'aide d'un voltmètre en position "continu"
U= 6, 02 V
On remplace le générateur par un générateur de tension alternative et on bascule le voltmètre en position "alternatif"
On connecte oscilloscope aux bornes de la lampe. L'oscilloscope visualise les variations de la tension
Le
voltmètre indique U = 6.01V . La lampe brille de la même façon que
précédemment
La valeur indiquée par le voltmètre est appelée valeur efficace (U) de la tension.
C'est la valeur qu'aurait une tension continue produisant les mêmes effets que la tension alternative.
On observe sur l'écran de l'oscilloscope une amplitude Umax = 8.4 V
Umax / U = 8.4/ 6.1= 1, 4
On branche un générateur de tension alternative aux bornes d'un voltmètre règlé sur la mode alternatif.
On relève la tension efficace U puis on visualise la tension à l'oscilloscope et on détermine Umax.
On fait la même manipulation pour différentes tensions de sortie, on note les résultats dans un tableau et on calcule le rapport Umax/U dans chaque cas.
| UmaxV) | ||||
| U(V) | ||||
| Umax/U |
Dans chaque cas le rapport Umax/U est voisin de 1.4
La valeur efficace de la tension est proportionnelle à la valeur maximale lue à l'oscilloscope.
Umax = 1, 4 . U 1, 4 est une Valeur approchée de V2
Les valeurs des tensions alternatives indiquées sur les alimentations ou les récepteurs usuels sont les valeurs efficaces (U)
3) Caractéristiques de la tension du secteur activité p 148
La tension du secteur est une tension alternative sinusoïdale de fréquence 50 Hz (période 0,02s) et de valeur efficace de 230V (norme européenne).
La tension maximale Umax est donc de 230 X 1.4 = 325 V.
C'est la valeur efficace de la tension qui est indiquée sur les plaques signalétiques des appareils ménagers
6)Activité documentaire p 119
R1: Les électrodes permettent de déceler d'éventuelles anomalies du fonctionnement du coeur
R2 la durée d'éxitation des ventricules est de 0.08 s
R3 Il y a 48 mm entre 2 pic R T= 48 * 0.1/ 5 = 0.96 s
Nombre de battements = 60 / 0.96 = 62 battements par minute
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2) Les bornes d'une prise de courant:
Les prises électriques comportent trois bornes . Les gaines isolantes entourant les fils sont en matière plastique. Elles évitent le contact entre les fils afin d'éviter les courts-circuits.
On peut différencier les bornes d'une prise de courant à l'aide d'un tournevis-testeur.
Schéma du tournevis-testeur
On introduit dans chaque trou de la prise un tournevis testeur.
- Dans l'un , la lampe néon du tournevis s'allUmaxe: le tournevis touche le fil de phase
- Dans l'autre la lampe reste éteinte: le tournevis touche le fil neutre.
Au niveau du transformateur du quartier le fil neutre est relié à la Terre..
En fait, dans le cas un: le circuit comporte: le générateur, le sol et le corps hUmaxain qui est conducteur. Dans le second circuit, il n'y a pas de générateur.
La tension entre la phase et le neutre ou la phase et la terre est de 230V efficace. Normalement il n'existe pas de tension entre la terre et le neutre.
3) Branchement des appareils électriques Dans une installation électrique les appareils sont montés en dérivation entre la phase et le neutre.(tension du secteur). L'intensité dans le circuit principal augmente avec le nombre d'appareils en service. (la loi d'additivité des intensités reste valable en alternatif approximativement) 4) Les dangers du courant du secteur 4.1 Le danger pour les installations: incendie
Les deux provoquent un échauffement des fils qui les porte à incandescence et provoque un incendie. 4.2 Le danger pour les personnes: électrocution; électrisation L'électrocution (mort) ou électrisation (troubles graves: brûlures, tétanisation, arret cardiaque, asphyxie....) se produit lors du contact direct ou indirect entre la
phase et le neutre ou la phase et la terre .
Contact indirect phase-terre La résistance du corps hUmaxain varie selon la personne et l'état de sa peau. (sèche ou hUmaxide) Un courant d'intensité supérieurs à 30mA est dangereux activité p155 ex 20 et 21 p 159 5) Protection contre les dangers de la tension du secteur 5.1)Protection des personnes Activité expérimentale p 154
Toutes les carcasses métalliques des appareils sont reliées entre elles et avec la terre par des conducteurs. . 5.2)Protection des biens
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