I- Phénomène périodique.

1)- Définition :

2)- Exemples :

-  L’électrocardiogramme :

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-  Signal émis lors de la réalisation d’un audiogramme :

3)- Caractéristiques d’un signal périodique :

a)-  Période T et fréquence f.

-  Remarque :

-  Pour obtenir la fréquence f en Hz, il faut pour cela exprimer la période T en seconde s.

b)-  Tension maximale, tension minimale :

-  Pour une tension périodique u (t), la tension maximale U_max désigne la valeur la plus élevée prise par u (t) au cours du temps.

-  La tension minimale U_min est sa valeur la plus faible.

-  Application :

-  Déterminer les valeurs de U_max et U_min pour le signal suivant :

-   U _max ≈ 50 mV et  U _min ≈ - 50 mV

-  Remarque : U_max = -  U_min la tension est dite symétrique.

-  C’est un cas particulier fréquent.

II- Applications.

1)- Exemple de tensions périodiques observées à l’oscilloscope.

a)-  Signal sinusoïdal :

-  Oscillogramme :

-  Déterminer la valeur de la période T du signal, en déduire la valeur de la f fréquence du signal.

-  Déterminer les valeurs de U_max et U_min pour la tension observée à l’oscilloscope.

b)-  Signal triangulaire :

-  Oscillogramme :

-  Déterminer la valeur de la période T du signal, en déduire la valeur de la f  fréquence du signal.

-  Déterminer les valeurs de U_max et U_min pour la tension observée à l’oscilloscope.

2)- Électrocardiogramme :

-  L’électrocardiogramme (ECG) est un examen fondamental en cardiologie.

-  Il permet de diagnostiquer des troubles du rythme cardiaque, des infarctus.

-  Il s’agit d’un examen indolore réalisé en plaçant des électrodes :

-  Sur le thorax,

-  Les bras,

-  Et les jambes.

-  Les signaux électriques provenant du muscle cardiaque sont recueillis, amplifiés et transcrits sous forme de courbes.

-  Cinq points particuliers, correspondant à ce que les médecins appellent les « ondes » :

-  P,

-  QRS,

-  T.

-  Les différentes phases :

-  La courbe au niveau de P indique les contractions des oreillettes.

-  La courbe associée à QRS correspond à la contraction des ventricules (systole).

-  C’est au cours de la contraction des ventricules que le sang est expulsé vers le système artériel.

-  La courbe au niveau de T indique le moment où les ventricules reviennent au repos (diastole) et se remplissent de sang.

-  Étude de l’enregistrement :

-  Entre Q et S, on observe des « pics ».

-  Au cours d’un « pic », la tension augmente puis chute très rapidement.

-  Un électrocardiogramme est une succession de motifs qui se répètent.

-  Un motif élémentaire est la partie du tracé la plus courte possible qui se répète identique à elle-même au cours du temps.

-  On peut sélectionner cette partie suivante sur l’enregistrement :

-  Ou la partie suivante :

-  On est en présence d’un phénomène périodique.

-  On peut déterminer la valeur de la période du phénomène.

-  La période est la durée entre deux pulsations consécutives ressenties lors de la prise du pouls.

-  Elle correspond à la durée d’un motif élémentaire.

-  À l’aide de l’enregistrement, on trouve comme période : T ≈ 0, 80 s.

-  Ce qui donne une fréquence f ≈ 1,25 Hz.

-  Mais pour estimer le rythme cardiaque, on compte généralement le nombre de périodes qui peuvent s’inscrire pendant une durée d’une minute.

-  La « fréquence cardiaque » ainsi obtenue s’exprime en pulsations par minute.

-  On peut en déduire la « fréquence cardiaque » du patient : f _car = 60 f  ≈ 75 pulsations / min.

-  Tensions : U_max ≈ 21 mV et U_min ≈ - 1,1 mV

3)- Différents types d’ondes pour différents diagnostics.

a)-  L’échographie :

- C’est une technique d’imagerie employant des ondes ultrasonores.

-  Les fréquences des ondes ultrasonores utilisées sont de l’ordre de 10 ⁷ Hz, soit 10 MHz.

- Le choix de la fréquence des ultrasons dépend de la partie du corps dont on veut obtenir l’image.

- Exemple : Échographie d’un fœtus.

-  Les domaines des ondes sonores.

b)-  La radiographie.

-  C’est une technique d’imagerie employant des rayons X.

-  Les rayons X sont des ondes électromagnétiques.

-  Les fréquences des rayons X utilisés sont de l’ordre de 10¹⁸ Hz.

-  Le choix de la fréquence dépend de la partie du corps dont on veut obtenir l’image.

-  Exemple : Radiographie de la main.

-  Les domaines des ondes électromagnétiques :

4)- QCM : Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

5)- Exercices.

a)-  Exercice 4 : Test d’effort.

b)-  Exercice 5 : Période et fréquence.

c)-  Exercice 9 : Propagation des ultrasons.

d)-  Exercice 13 : La sonnerie secrète des jeunes.

e)-  Exercice 14 : à chacun son rythme.

f)-  Exercice 15 : Mesure de la vitesse du son.