Elec N° 02 : Exercices : Visualisation d'une tension à l'oscilloscope.

Elec N° 02 :
Visualisation d'une tension à

l'oscilloscope.

Exercices

Cours

Le schéma ci-dessous représente l’écran d’un oscilloscope

lors de la mesure d’une tension continue.

1)- L’oscilloscope est-il réglé sur la position balayage ?

2)- L’entrée E₁ de l’oscilloscope est reliée au point C d’un circuit.

Sa masse M est reliée au point D du même circuit.

Quel est le signe de la tension U_CD ?

(Sans tension appliquée, la trace est au milieu de l’écran.)

3)- Le bouton de réglage de la sensibilité verticale est sur l’indication

500 mV / div. Quelle est la valeur de la tension U_CD mesurée ?

Écran d’un oscilloscope

1)- Le balayage :

- L’oscilloscope est en position balayage car on observe une ligne lumineuse.

- Balayage :

- Ce dispositif permet au spot lumineux de se déplacer horizontalement avec une vitesse constante réglable.

- Le spot se déplace de gauche à droite puis revient à gauche instantanément et repart.

- Pour faire varier la vitesse, on utilise le bouton :

- base de temps ou durée de balayage.

- À partir d'une certaine vitesse, on observe une ligne lumineuse horizontale.

- La persistance des impressions lumineuses sur la rétine ne permet plus de distinguer le déplacement du spot lumineux.

- Lorsque le balayage est enclenché, la courbe obtenue donne les variations de la tension appliquée aux plaques Y, Y' en fonction du temps.

2)- Signe de la tension U_CD :

- L’entrée E₁ de l’oscilloscope est reliée au point C d’un circuit.

- Sa masse M est reliée au point D du même circuit.

- L’oscilloscope mesure bien la tension U_CD.

- La valeur de la tension est négative car la ligne lumineuse s’est déplacée du milieu de l’écran vers le bas.

3)- Valeur de la tension U_CD mesurée :

- U_CD = b . y

- U_CD ≈ 500 x (– 2,2)

- U_CD ≈ – 1,1 V

Pour mesurer la tension U_CD entre les bornes d’un dipôle,

on branche la borne C à l’entrée E₁ d’un oscilloscope et la borne D à la masse.

Selon la valeur algébrique de U_CD et le réglage de la sensibilité de l’oscilloscope,

on obtient une déviation y du spot vers le haut (y est positive) ou vers le bas ((y est négative)

Compléter le tableau suivant en choisissant la sensibilité la mieux adaptée.

(Le spot est initialement ajusté au centre de l’écran)

Sensibilité

Verticale

0,5 V / div

2 V / div

100 mV / div

500 mV / div

y (nombre

de divisions)

–3

3,6

–4,4

0,9

U_CD (V)

–1,5 V

5,6 V

1,8 V

Sensibilité

Verticale

0,5 V / div

2 V / div

100 mV / div

500 mV / div

2 V / div

y (nombre

de divisions)

–3

2,8 div

3,6

–4,4

0,9

U_CD (V)

–1,5 V

5,6 V

0,36 V

2,2 V

1,8 V

Première colonne :

- U_CD = b . y

- U_CD ≈ 0,5 x (– 3) (V)

- U_CD ≈ – 1,5 V

Deuxième colonne :

Troisième colonne :

- U_CD = b . y

- U_CD ≈ 100 x (3,6) (mV)

- U_CD ≈ 360 mV

- U_CD ≈ 0,36 V

3)- Exercice 17 page 33 : Tension délivrée par un générateur de tension alternative.

Nous observons à l’oscilloscope la tension délivrée par un générateur de tension alternative.

1)- À combien de divisions correspond une période ?

2)- Sachant que la durée de balayage est de 5 ms / div, calculer cette période et en déduire la fréquence.

3)- À combien de divisions correspond l’amplitude de la tension ?

4)- Sachant que la sensibilité verticale est de 0,5 V / div, calculer la valeur de l’amplitude de la tension.

Oscillogramme :

1)- Nombre de divisions pour une période :

- Schéma :

- La période de la tension correspond à environ 2 div sur l’oscillogramme.

2)- Période du signal observé :

- T = b . x

- T ≈ 5 x (2)

- T ≈ 10 ms.

- Fréquence de la tension observée :

3)- Nombre de divisions correspond l’amplitude de la tension :

- L’amplitude de la tension correspond à environ 2 div sur l’oscillogramme.

4)- Valeur de l’amplitude de la tension.

- U_m = b . y

- U_m ≈ 0,5 x (2)

- U_m ≈ 1 V

4)- Exercice 22 page 34 : Visualisation et caractérisation de tensions variables.

La tension aux bornes d’un alternateur est visualisée

sur l’écran d’un oscilloscope photographié ci-dessous.

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Le réglage est le suivant :

Sensibilité verticale : 2 V / div ;

Durée de balayage : 5 ms / div.

En l’absence de tension, le spot décrit une ligne horizontale médiane.

1)- La tension est-elle continue ? variable ? sinusoïdale ?

2)- Déterminer la fréquence de cette tension.

3)- Déterminer l’amplitude de cette tension.

Peut-on en calculer la valeur efficace en utilisant la relation suivante : ?

Tension aux bornes d’un alternateur visualisée

sur l’écran d’un oscilloscope

Cliquer sur l'image pour l'agrandir

Le réglage est le suivant :

Sensibilité verticale : 2 V / div ;

Durée de balayage : 5 ms / div.

1)- Les caractéristiques de la tension :

- La tension varie de façon périodique au cours du temps.

- Elle est tantôt positive, tantôt négative : elle est alternative.

- Cette tension n’est pas continue, elle est variable, mais pas sinusoïdale.

2)- Fréquence de cette tension.

- Grâce à l’oscillogramme, on peut déterminer la valeur de la période T de cette tension :

- T = b . x

- T ≈ 5 x (3)

- T ≈ 15 ms.

- T ≈ 1,5 x 10^–2 s

- Fréquence de cette tension :

3)- Amplitude de cette tension.

Cliquer sur l'image pour l'agrandir

- U_m = b . y

- U_m ≈ 2 x (2,8)

- U_m ≈ 5,6 V

- La tension observée n’est pas sinusoïdale.

- La relation n’est pas applicable.