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Ce cours est la proprit du Cned. Les images et textes intgrs ce cours sont la proprit de leurs auteurs et/ou ayants droitrespectifs. Tous ces lments font lobjet dune protection par les dispositions du code franais de la proprit intellectuelle ainsi que
par les conventions internationales en vigueur. Ces contenus ne peuvent tre utiliss qu des fins strictement personnelles. Toutereproduction, utilisation collective quelque titre que ce soit, tout usage commercial, ou toute mise disposition de tiers dun cours
ou dune uvre intgre ceux-ci sont strictement interdits.
Cned-2009
Sommaire de la squence 9
Tension continue et tension alternative priodique
Sance 1
Diffrentes tensions lectriques et variations dune tension lectrique
Les gnrateurs lectriques fournissent-ils tous le mme type de tension quune pile ?
Sance 2
tude des variations dune tension lectrique aux bornes dun GTBF
Sance 3
Tension priodique
Les valeurs dune tension lectrique peuvent-elles se rpter ?
Sance 4
Tension alternative priodique et sinusodale
Que signifie lexpression tension alternative priodique et sinusodale ?
t
t
t
t
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Cned, Physique - Chimie 3e 61
Sance 1Diffrentes tensions lectriques et variations
dune tension lectriqueA Que vais-je apprendre dans cette sance ?
je sais djPour cette sance, tu auras besoin de notions vues en 5e sur la DEL (diodelectroluminescente).
Pour cela, lexercice qui suit va te permettre de te souvenir de son fonctionnement, de sonvocabulaire spcifique et de son effet dans un circuit simple.
Exercice 1
Lis, rponds aux questions ou complte les mots manquants.
Un circuit lectrique comprend une pile, une DEL.
1-Sur un schma lectrique, comment reprsente-t-on le sens conventionnel du courantlectrique ?
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2-Dessine, dans le cadre ci-dessous, le symbole normalis dune DEL, en indiquant sonanode et sa cathode.
3-La DEL peut tre branche de deux faons : situation 1 :
La pointe du triangle de la DEL est place dans le sens conventionnel du courantlectrique.
Le courant lectrique (dont lintensit est note I), circule alors.
La DEL est dite ..................................
situation 2 :
En tournant la DEL ( loppos de la situation prcdente), le courant lectrique ne
...................................., la DEL est dite ....................................
Squence 9sance 1
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Cned, Physique - Chimie 3e62
Dans la suite de lexercice, voici deux remarques :
- si la DEL brille, pense la colorier en rouge, sinon ne la colorie pas.
- Noublie pas non plus, dindiquer le sens conventionnel du courant lectrique, par uneflche rouge note I: quand cela est possible !
4-Trace les schmas lectriques des situations 1 et 2 en appliquant les deux remarquesprcdentes.
Schmas des deux circuits
Situation 1 Situation 2
Vrifie tes rponses dans le corrig et tudie-le.
ce que je vais apprendre dans cette sance Dans cette sance, tu vas dcouvrir un nouveau gnrateur, le gnrateur trs bassefrquence (GTBF).
La tension que fournit un GTBF prsente des caractristiques particulires, biendiffrentes de celles dune pile.
Tu apprendras quelques-unes de ces caractristiques laide de circuits lectriquesutilisant des DEL montes en drivation, agissant comme des dtecteurs de courant.
Squence 9 sance 1
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Cned, Physique - Chimie 3e 63
B Je dcouvre
Activit exprimentale
Les gnrateurs lectriques fournissent-ils tous le mme typede tension quune pile ?
Exercice 2
Observe les photographies, lis les commentaires, et rponds aux questions poses par des phrases
rdiges. tudie ensuite la correction. Matriel et montages
Voici les deux gnrateurs lectriques utiliss dans cette activit (figure f91.1).
La pile plate fournit une tension de 4,5 V. Faade dun gnrateur trs basse frquence (GTBF) Fig. f91.1
On branche successivement la mme lampe, la pile puis au GTBF (figure f91.2).
circuit n 1 circuit n 2 Lampe alimente par la pile plate Lampe alimente par le GTBF Fig. f91.2
Squence 9sance 1
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Cned, Physique - Chimie 3e64
Observations
Pour chaque circuit, lclat de la lampe est photographi toutes les 0,25 s (figure f91.3).
clat de la lampe toutes les 0,25 s pour les deux circuits
Fig. f91.3
1-Comment varie lclat de la lampe du circuit n1 entre le dbut et la f in de lexprience( 0,75 s) ?
......................................................................................................................................
2-Comment varie lclat de la lampe du circuit n2 entre le dbut et la f in de lexprience( 0,75 s) ?
......................................................................................................................................
3-Complte les phrases.
a) Si lclat de la lampe ne varie pas lorsquelle est connecte aux bornes de la pile, cestque la valeur de la tension dlivre par cette pile .................................................
b) Si lclat de la lampe varie lorsquelle est connecte aux bornes du gnrateur trs bassefrquence (GTBF ou TBF), cest que la tension quil dlivre ses bornes .......................
......................................................................................................................................
Squence 9 sance 1
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Cned, Physique - Chimie 3e 65
Exercice 3
Mmes consignes de travail qu lexercice prcdent.
Maintenant, on remplace la lampe par deux DEL montes en opposition (ici en drivation).Lune est rougeet lautre a une lgre couleur bleue.
1-Deux DEL sontmontes enopposition si lacathode de luneest connecte . delautre.
2- Complte le schmalectrique.
Fig. f91.4
Plaons successivement la pile, puis le GTBF (f igure f91.5) et observons le comportementdes deux DEL (f igure f91.6).
Pile alimentant les deux DEL GTBF alimentant les deux DELmontes en opposition montes en opposition
Fig. f91.5
Squence 9sance 1
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Cned, Physique - Chimie 3e66
clats des deux DEL photographies toutes les 0,25 s pour les deux circuitsFig. f91.6
3-Que font les deux DEL lorsquelles sont alimentes par le GTBF ?
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
4-Sur les schmas lectriques ci-dessous, indique, le sens conventionnel du courantlectrique :
en rouge 0,25 s du dbut de lexprience (f igure f91.7).
en bleu 0,50 s du dbut de lexprience (f igure f91.8).
Au besoin, colorie les DEL.
Fig. f91.7 Fig. f91.8
Squence 9 sance 1
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Cned, Physique - Chimie 3e 67
Squence 9sance 1
5-Que peux-tu en conclure sur le sens du courant lectrique dans un circuit aliment par unGTBF sachant maintenant que les DEL clignotent ?
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
6-En utilisant tes connaissances sur le sens conventionnel du courant lectrique et larponse la question 4, est-il possible de dfinir une borne positive et une borne ngativesur le GTBF ? Justifie.
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
La valeur de la tension lectrique aux bornes dune pileest la mmeau cours du temps,elle est constante, on la nomme tension continue.
Un gnrateur trs basse frquence (GTBF ou TBF) fournit, ses bornes, une tensionvariablecar sa valeur varie au cours du temps.
Dans un circuit ferm, un GTBFproduit un courant qui change rgulirement de sens.
Les bornes du GTBF changent alors rgulirement de signes.
Fig. f91.9 Le courant change de sens alternativement, successivement, cest--dire quil circule
dans un sens puis dans lautre. Les DEL sallument alors lune aprs lautre.
je retiens
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Cned, Physique - Chimie 3e68
C Je vrifie mes connaissances
Exercice 4
Coche la case correspondant la bonne rponse puis vrifie la correction.
Oui Non
1- Une tension continue garde-t-elle la mme valeur aucours du temps ?
2- Un GTBF fournit-il une tension continue ?
3- Une tension qui garde toujours la mme valeur ngativeest-elle continue ?
4- Un accumulateur (ou pile rechargeable) fournit-il une
tension variable ?
5- Peut-on dire quune DEL est un diple polaris, car soncomportement (clat ou non) dpend de la faon dontelle est connecte au gnrateur ?
6- La DEL est-elle un dtecteur de courant ?
7- Deux DEL en opposition sont-elles montes endrivation ?
8- Dans le montage de deux DEL en opposition, lescathodes sont-elles relies entre elles ?
9- Pour un GTBF alimentant un circuit, la tension fournievarie-t-elle en restant positive ?
10-Dans un circuit, aliment par un GTBF, le courantlectrique change-t-il rgulirement de sens ?
11-Avec un GTBF, peut-on identifier une borne positiveet une borne ngative comme pour un gnrateur detension continue ?
Squence 9 sance 1
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Cned, Physique - Chimie 3e 69
Sance 2tude des variations dune tension lectrique
aux bornes dun GTBF
A Que vais-je apprendre dans cette sance ?
je sais djDs la cinquime, tu as appris tracer des graphiques en physique chimie (par exemple, aumoment de ltude des changements dtats physiques).
Dans ce type dtude, les deux grandeurs physiques qui entrent en jeu sont le temps et latemprature.
La construction graphique nous a alors permis davoir une nouvelle lecture de ce quereprsente le phnomne de changement dtat.
On a ensuite interprt la courbe pour dgager un comportement gnral du changementdtat dun corps pur (temprature constante, prsence dun palier) ainsi que pour unmlange.
Cette connaissance sur le trac dun graphique va tre ncessaire cette leon.
Aussi tu dois tre capable : dutiliser une chelle pour graduer des axes,
placer soigneusement sur le papier millimtr, des couples de points provenant duntableau de valeurs,
savoir tracer la courbe,
dindiquer les lments suivants : chelle, noms des axes, units et symboles dunit,titre vocateur rsumant ltude en question.
ce que je vais apprendre dans cette sanceDans cette sance, tu vas dcouvrir, par une construction graphique, un moyen devisualiserla tension dlivre par un GTBF.
Cette construction graphique te permettra de comprendre comment volue la tension auxbornes dun GTBF en fonction du temps.
Cette tude, complte celle de la prcdente sance, par une srie de mesures.
laide des deux DEL montes en opposition, on avait dduit la prsence de valeurspositives et ngatives de la tension aux bornes du GTBF.
Squence 9sance 2
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Cned, Physique - Chimie 3e70
B Je dcouvre
Activit exprimentale
Variations de la tension lectrique aux bornes dun GTBF
Exercice 5
Observe les photographies, lis les commentaires, et rponds aux questions poses par des phrasesrdiges. Ensuite tudie le corrig.
Matriel montage
La f igure f92.1 prsente le matriel et le montage utiliss pour cette tude.
Fig. f92.11-Quels sont les deux instruments de mesure prsents dans cette exprience ?
......................................................................................................................................
2-De quel type de gnrateur sagit-il ?
......................................................................................................................................
3-Sur quel calibre le slecteur du multimtre pointe-t-il ?
......................................................................................................................................
4-Quelle grandeur physique cherche-t-on mesurer avec le multimtre ?
......................................................................................................................................
Squence 9 sance 2
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Cned, Physique - Chimie 3e 71
Voici un tableau de mesures obtenues partir du montage de la figure f92.1.
5-En observant attentivement ces mesures, retrouve la mthode utilise par la personne quia relev ces valeurs.
......................................................................................................................................
6-a) Que fait-on toutes les 10 secondes ?
......................................................................................................................................
b) Combien de temps dure lexprience ?
......................................................................................................................................
7-Comment varient les valeurs des tensions mesures ?
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
8-Comment qualifierais-tu cette tension ?
......................................................................................................................................
9-a) Quelle est la valeur maximale de la tension ?
......................................................................................................................................
b) quels instants la tension sannule-t-elle ?
......................................................................................................................................
c) quel instant la tension a-t-elle la plus petite valeur ? Que vaut-elle ?
......................................................................................................................................
Squence 9sance 2
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Cned, Physique - Chimie 3e72
10-Tu vas construire maintenant une reprsentation graphique. Place les couples de pointsprovenant du tableau de valeurs.
Fig. f92.2
11-Trace le graphique reprsentant la tension en fonction du temps.
12-Un accumulateur1dlivre une tension continue de 3,5 V. Trace la courbe reprsentant lesvaleurs de sa tension en fonction du temps sur le graphique prcdent. Justifie.
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
Pour connatre les variations de la tension aux bornes dun gnrateur trs bassefrquence (GTBF), on utilise un voltmtre qui mesure la valeur de cette tension diffrents instants.
Les valeurs mesures sont positives, ngatives ou nulles. On rassemble ces mesures dans un tableau de valeurspour ensuite construire un
graphique. Pour une pile, la tension tant constante au cours du temps, elle est dite continueet la
courbe obtenue est une droite parallle laxe des abscisses.
je retiens
1Appel aussi accu rechargeable dans le langage courant.
Squence 9 sance 2
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Cned, Physique - Chimie 3e 73
C Je vrifie mes connaissances
Exercice 6
Coche la case correspondant la bonne rponse puis vrifie la correction.
Oui Non
1- Pour connatre les variations de la tension, aux bornesdun gnrateur trs basse frquence (GTBF), utilise-t-onun multimtre en fonction ampremtre ?
2- Le chronomtre permet-il de reprer des intervalles detemps rguliers ?
3- Un GTBF fournit-il des valeurs positives et ngatives de latension ?
4- Pour visualiser les variations de la tension fournie par unGTBF, peut-on construire un graphique ?
5- Le voltmtre ne peut-il suivre que des variations lentes dela tension dun GTBF ?
6- Est-il possible, pour une personne, deffectuer un relevde tension tous les un dixime de seconde ?
7- Si une tension prsente des valeurs positives puisngatives, alors la tension est-elle variable ?
8- Sur un graphique, le temps est-il port en ordonne et latension en abscisse ?
9- La tension prsente-t-elle des valeurs ngatives, toutcomme le temps ?
10-La pile et le GTBF ont-ils la mme reprsentationgraphique de lvolution de la tension en fonction dutemps ?
11-Peut-on dire que sur un graphique, cest le temps enfonction de la tension qui est reprsent ?
12-Sur un graphique, faut-il penser mettre le titre, lchelle,les noms des axes et leurs units ?
13-Pour raliser un trac de courbe, relie-t-on par unsegment deux points conscutifs ?
Squence 9sance 2
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Cned, Physique - Chimie 3e74
Exercice 7
Voici le montage que nous allons tudier dans cet exercice.
GTBF alimentant une association en drivation forme dune lampe et de deux DEL montes en opposition.tats du circuit deux moments diffrents.
Fig. f92.3
1-Fais la liste du matriel.
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
2-Trace le schma lectrique du circuit n 1 dans le cadre ci-dessous, en coloriant lesdiples qui brillent.
Squence 9 sance 2
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Cned, Physique - Chimie 3e 75
3-Le gnrateur dlivre la mme tension que celui de la figure f92.1 dont on connat lareprsentation graphique.
Pour chaque photographie, dcris ltat du circuit (lampe, DEL, brille ou non).
Photo n 1 :
......................................................................................................................................
Photo n 2 :
......................................................................................................................................
4-On cherche prvoir le comportement du circuit.
Comment volue le comportement du circuit entre la photo n 1 et la photo n 2 ?
Pour cela, argumente partir des variations de la tension dlivre par le GTBF (figuref92.2).
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
5-Une lampe, alimente par un GTBF, clignote-t-elle deux fois plus vite quune DEL ?
......................................................................................................................................
Squence 9sance 2
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Cned, Physique - Chimie 3e76
Sance 3
Tension priodique
A Que vais-je apprendre dans cette sance ?
je sais djPour aborder sereinement cette sance, tu auras besoin de mobiliser tes connaissances desdeux prcdentes sances.
Aussi, pour commencer, relis les Je retiens des sances 1 et 2, tout en essayant de teremmorer les expriences associes.
ce que je vais apprendre dans cette sanceDans cette sance, tu vas dcouvrir les notions de :
tension priodique,
valeur maximale de la tension,
valeur minimale de la tension.
nouveau, on utilisera une construction graphique pour installer progressivement cesnotions ainsi que le vocabulaire qui sy rattache.
Nous enrichissons ainsi notre connaissance des tensions, en plus de celles dj rencontres(ex. les tensions continues et les tensions variables).
Le volet exercice de cette sance Je vrifie mes connaissances te permettra derinvestir lensemble des notions abordes prcdemment ainsi que les nouvelles.
Squence 9 sance 3
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Cned, Physique - Chimie 3e 77
B Je dcouvre
Activit exprimentale
Les valeurs dune tension lectrique peuvent-ellesse rpter nouveau ?
Exercice 8
Observe les photographies, lis les documents et commentaires, et rponds aux questions posespar des phrases rdiges. tudie ensuite le corrig.
Matriel, montage, rglages
Voici le montage servant notre tude.
Il doit te rappeler quelque chose !
tudie-le attentivement, repre les appareils utiliss, les rglages effectus ainsi que lesgrandeurs physiques que lon cherche mesurer.
Fig. f93.1
Squence 9sance 3
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Cned, Physique - Chimie 3e78
Mode opratoire
Les rglages du gnrateur tant faits, on relve la tension lectrique ses bornes toutes les10 secondes.
Le tableau de valeurs
t(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
U(V) 3,3 3,3 3,3 - 4,0 - 4,0 - 4,0 - 4,0 - 4,0 - 4,0 3,3
t(s) 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
U(V) 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3 - 4,0 - 4,0 - 4,0 - 4,0 - 4,0
Questions de lexercice
1-Quel est le type de gnrateur utilis dans cette exprience ?
......................................................................................................................................
2-a) Sur le gnrateur, combien existe-il de positions possibles du bouton rotatif forme (dans la bulle en haut gauche) ?
......................................................................................................................................
b) Quelles formes avons-nous dj rencontres ?
......................................................................................................................................
3- laide du tableau de valeurs :
a) La tension tudie est-elle continue ou variable ?
......................................................................................................................................
b) Quelle est la valeur maximale de la tension ?
......................................................................................................................................
c) Quelle est la valeur minimale de la tension ?
......................................................................................................................................
Squence 9 sance 3
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Cned, Physique - Chimie 3e 79
4-Trace la reprsentation graphique de la tension aux bornes du GTBF en fonction dutemps sur le papier millimtr ci-dessous.
Exercice 9
Mmes consignes que pour lexercice 8
Du vocabulaire et des dfinitions.
- La tension maximale se note Umax et reprsente la plus grande valeur de tension fourniepar le GTBF.
- La tension minimale se note Uminet reprsente la plus petite valeur de tension fourniepar le GTBF.
- Un motifest la plus petite partie du graphique qui se rpte.
- Une tension dont le graphique prsente un motif est priodique. Cela signifie que ces
valeurs se rptentou que sesvariations se reproduisentdans le temps.- La dure dun motif est la priode. On la noteTet sexprime en seconde (s).
1-Quest-ce quun motif ?
......................................................................................................................................
2-a) Quest-ce que la priode ?
......................................................................................................................................
b) Comment se note-t-elle et quelle est son unit ?
......................................................................................................................................
Squence 9sance 3
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Cned, Physique - Chimie 3e80
3-Appliquons le vocabulaire et les df initions au cas de notre tude.
Voici la reprsentation graphique que lon obtient lexercice prcdent (e93.1).
a) Exprime avec des
galits : La valeur maximale dela tension :................
La valeur minimale dela tension :................
b) Repasse en bleu unmotif possible.
c) Dduis-en la valeurde la priode (que tu
exprimes aussi par unegalit). ................ ................ ................
Fig. f93.2
4-Pourquoi peut-on dire que la tension tudie est une tension priodique ?
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
Si les variations dune tension se rptent de faon identique elles-mmes au cours dutemps, alors la tension est priodique.
Il est alors possible didentifier un motif, correspondant la plus petite partie dugraphique qui se rpte au cours du temps.
La dure de ce motif fixe la priodequi se noteTet sexprime en seconde (s). La plus grande valeur dune tension variable est appele tension maximale, elle se note
Umax
. La plus petite valeur dune tension variable est appele tension minimale, elle se note
Umin.
Fig. f93.3
je retiens
Squence 9 sance 3
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Cned, Physique - Chimie 3e 81
C Je vrifie mes connaissances
Exercice 10
Coche la case correspondant la bonne rponse puis vrifie la correction.
Oui Non
1- Une tension priodique commence-t-elle ncessairement 0 V ?
2- Un motif se lit-il sur le voltmtre ?
3- Un motif prouve-t-il que la tension est priodique ?
4- Un motif est-il une partie du graphique qui se rpte ?
5- Le motif se note-t-il T et se mesure-t-il en seconde ?
6- La plus petite partie du graphique qui se rpte est-elleun motif ?
7- La priode T est-elle une valeur de tension ?
8- La priode est-elle la dure dun motif ?
Exercice 11
Le fonctionnement dun phare en bord de mer, repose sur des phases dclairages etdextinctions.
Voici un exemple de succession de phases :1- trois secondes de lumire
2- une seconde dextinction
3- une seconde de lumire4- une seconde dextinction
Ensuite, on revient la premire phase, et ainsi de suite.
1-Peut-on parler de phnomne priodique dans le cas de ce phare ?
......................................................................................................................................
2-Sur la figure f93.4, reprsente deux fois les phases de 1 4, en prenant :
1 pour les phases de lumire
0 pour les phases dextinction
une couleur rouge pour la premire succession de phases
une couleur bleue pour la seconde succession de phases
Fig. f93.43-Dtermine la valeur de la priode.
......................................................................................................................................
Squence 9sance 3
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Cned, Physique - Chimie 3e82
Exercice 12
Oui Non
1- Sur le graphique dune tension priodique, Umaxnapparat-elle quune seule fois ?
2- La priode permet-elle dobtenir systmatiquement Umax
et Umin?
3- Une tension variable est-elle ncessairement priodique ?
4- Le graphique dune tension continue prsente-t-il unmotif ?
5- Une tension variable, prsentant des valeurs positives,peut-elle tre priodique ?
6- Pour quune tension soit priodique, doit-elle tre aumoins variable ?
Exercice 13Sur la f igure f93.5 sont reprsents quatre signaux lectriques1-Repasse en rouge, un motif sur le graphique de chacun des signaux reprsents.
2-Complte le tableau en cochant la bonne case.
signaltension
Signal n 1 Signal n 2 Signal n 3 Signal n 4
oui non oui non oui non oui non
Valeurspositives de U
Valeursngatives de U
U est continue
U est variableU estpriodique
Squence 9 sance 3
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Cned, Physique - Chimie 3e 83
Sance 4
Tension alternative priodique et sinusodale
A Que vais-je apprendre dans cette sance ?
je sais djLe vocabulaire saccumule ainsi que les nouvelles notions.
Notre itinraire des diffrents types de tensions touche sa fin !
Pour commencer, relis les Je retiens des trois prcdentes sances, en ayant toujours entte, les montages et les changements que lon a apports dune sance lautre.
Les connaissances avoir pour cette sance restent identiques celles des prcdentessances (construction dune reprsentation graphique).
ce que je vais apprendre dans cette sanceDans cette sance, tu vas dcouvrir une nouvelle forme de tension :la tension alternative, priodique et sinusodale.
Comme tu peux le constater, il y a des mots que tu connais, et qui vont tre nouveaurutiliss dans cette sance.
Aussi, tu dois bien les matriser pour comprendre cette sance.
Tu vas apprendre la signification des mots suivants :
alternatif
sinusodal
On va reparler de Umaxet Umindans le cas particulier dune tension alternative, priodique etsinusodale.
Lensemble du vocabulaire et des notions, introduits dans cette squence, sont
indispensables pour la suite du cours, en particulier pour les squences 10 et 11.
Squence 9sance 4
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Cned, Physique - Chimie 3e84
B Je dcouvre
Activit exprimentale
Que signifie lexpression tension alternative priodiqueet sinusodale ?
Exercice 14
Observe des documents, lis les commentaires et rponds aux questions poses par des phrases
rdiges. Ensuite tudie le corrig.Matriel, montage, rglages nouveau un montage bien connu ! et tu te doutes bien que cest le signal en forme devague du bouton rotatif qui va nous intresser dans cette sance.
Fig. f94.1Montage utilis pour ltude de la tension alternative priodique et sinusodale
Mode opratoireToutes les dix secondes, laide du voltmtre, on effectue un relev de tension aux bornes duGTBF, que lon note dans un tableau de valeurs.
Squence 9 sance 4
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Le tableau de valeurs
t(s) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
U(V) 4,2 11,2 11,5 5,2 - 2,0 - 10,0 - 10,8 - 9,4 0,3 9,2
t(s) 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
U(V) 11,8 10,1 2,2 - 6,8 - 11,6 - 11,5 - 5,2 5,0 11,4 11,8
t(s) 200 210
U(V) 7,6 - 1,0
Questions de lexercice
1-Place les points de la reprsentation graphique de la tension aux bornes du GTBF enfonction du temps, sur le papier millimtr ci-dessous.
2-Trace la courbe, en vitant les segments de droite, et en cherchant des courbures qui serapportent lide de la vague , prsente sur le bouton rotatif du GTBF.
Squence 9sance 4
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Exercice 15
Voici, pour une autre srie de mesures, la reprsentation graphique de la tension en fonctiondu temps (mme GTBF, mmes rglages).
Fig. f94.2
4-value ( lentier le plus proche) et formule le rsultat par une galit de :a) Umax
......................................................................................................................................
b) Umin ......................................................................................................................................
5- Une partie de la courbe qui ne contient que des valeurs positives conscutives est appelealternance positive.
De mme pour les valeurs ngatives conscutives de la tension, on parle dalternancengative.
Sur la f igure f94.2, hachure avec deux couleurs diffrentes une alternance positive et unealternance ngative.
6-Quobserves-tu au niveau des surfaces des alternances positives, compares celles desalternances ngatives ?
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
De telles alternances positives et ngatives qui se succdent, permettent de dire que latension tudie est alternative.7- quoi correspond le mot sinusodal ?
Fais une recherche sur ce mot, dans un dictionnaire ou sur Internet.
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
Squence 9 sance 4
1-Rponds par oui ou non.La tension est-elle :
continue ? : ..
variable ? : ..
priodique ? : ..
2-Sur la figure f94.2, combien y a-t-il de motifs reprsents ?
.
3-a) value la dure sparant deux
valeurs conscutives de latension maximale.
.
b) Comment nomme-t-on cettedure ?
.
c) Exprime cette dure par unegalit.
.
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8-En utilisant tes connaissances des sances prcdentes et celles abordes dans cettesance, propose une dfinition dune tension alternative priodique sinusodale.
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
Une tension alternative prend des valeurs positives puis ngatives au cours du temps,qui se compensent .
La forme sinusodale est caractristique de la tension sinusodale. Son allure est lasuivante :
Si une tension est alternative et de forme sinusodale, on parle alors de tension
alternative priodique et sinusodale.
Il est alors possible de dterminer : la priode T en seconde (s), la valeur maximale de la tension Umaxen volt (V),
la valeur minimale de la tension Uminen volt (V). Dans ce cas : Umin= - Umax
je retiens
C Je vrifie mes connaissances
Exercice 16
Coche la case correspondant la bonne rponse puis vrifie la correction.
Oui Non
1- Le symbole correspond-il la forme sinusodale dun signal
lectrique ?
2- Un GTBF fournit-il une tension continue ?
3- Une tension sinusodale ne varie-t-elle pas dans le temps ?
4- Une tension continue peut-elle tre alternative ?
5- Une tension priodique est-elle variable ?
6- Une tension priodique est-elle ncessairement alternative ?
7- Une tension alternative et priodique a-t-elle des valeurs de tensionqui se compensent ?
8- Une tension sinusodale est-elle priodique ?
9- Peut-on dire que pour les tensions variables, Umin
= - Umax
?
10-Peut-on dire que si une tension est alternative, priodique etsinusodale, alors U
min= - U
max?
Squence 9sance 4
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Cned, Physique - Chimie 3e88
Exercice 17
Voici les spcificits de six tensions lectriques.1. priodique et ngative
2. alternative et continue3. positive et alternative4. sinusodale et alternative5. variable, priodique et positive6. sinusodale et non alternative
Utilise les systmes daxes ci-dessous (f igure fe94.4a), pour reprsenter, lorsque cestpossible, des allures de courbes correspondant.
Fig. fe94.4a
Exercice 18
Un circuit comprend deux DEL (rouge et bleue) montes en opposition2, alimentes par unGTBF, dlivrant une tension alternative sinusodale dont les variations se reproduisent touteles dix secondes.1-Trace, ci-dessous, le schma normalis du circuit lectrique en identifiant la place des
deux DEL par leur couleur.
2-Que vaut la priode de cette tension ( exprimer par une galit) ?
......................................................................................................................................1 Cest--dire ici en drivation et en sens inverse.
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3-Utilise le systme daxes ci-dessous (figure fe94.5a), pour tracer lallure des variations dela tension du GTBF sur au moins deux priodes.
Fig. fe94.5a
4-Dtermine, en une minute, le nombre dclats de chaque DEL.
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
......................................................................................................................................
Squence 9sance 4