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A propos du courant alternatif

Résistance

Objectifs :

Plan :

1 : Quel est la fréquence de clignotement ?
2 : Regardons de plus près les fonctionnalités de notre GBF !
3 : Réalisons quelques mesures avec l'oscilloscope !

 

 


 

1 : Quel est la fréquence de clignotement ?

Premier cas : clignotement d'une luciole
Expérience Questions
Réaliser le montage suivant en sélectionnant 1000 Hz sur le GBF. NB : Faire ce paragraphe avant si vous n'avez jamais utiliser le GBF.

Baisser peu à peu la fréquence ( 100 Hz, 10 Hz puis 1Hz ). Observer

1) Pour une fréquence sur le GBF de 1 000 Hz, la luciole clignote-t-elle ? Attention, la réponse doit être nuancée !

2) Pourquoi à 1 Hz observe-t-on son clignotement ?

3) Placer un voltmètre (en mode DC) aux bornes de la luciole. Observer et commenter.
Il sera peut être intéressant de baisser la fréquence au maximum c'est-à-dire à 0,2 Hz pour mieux observer l'évolution de la tension.

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Deuxième cas : clignotement de deux DEL montées tête-bêche
Expérience Questions
Remplacer la luciole par l'association de DEL. Observer le clignotement.

4) Comment qualifier le clignotement observé ? On est revenu à une fréquence de 1 Hz ; à changer si ce n'est pas déjà fait.

5) Qu'est-ce que cela signifie concernant la nature du courant délivré par le GBF ?

6) Quand la DEL verte brille, que peut-on dire de son état ? l'autre, la rouge, est alors dans quel état ?

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Conclusion
Expérience Questions
Avec un chronomètre, déterminer la durée nécessaire pour observer 11 clignotements de la DEL verte. 7) Déterminer la durée qui s'écoule entre deux clignotement de la DEL verte, appelée période. Est-ce la même pour la rouge ?

8) Quelle est la fréquence de clignotement de la DEL verte ? Est-ce la même pour la rouge ?

Replacer la luciole aux bornes du GBF.

Faire la même mesure avec le chronomètre.

9) Déterminer la période et la fréquence de clignotement de la luciole.

10) Comparer sa fréquence avec une DEL (la rouge ou la verte). Expliquer.

Déterminer au chronomètre la période de clignotement en considérant les deux DEL cette fois-ci.
On pourrait avantageusement prendre deux DEL vertes ou de deux DEL rouges.
Pour t'aider à répondre à la question 10, faire la mesure proposée ci-contre.

11) Calculer la fréquence correspondante.

Pour les plus rapides
Les mêmes expériences, avec la luciole puis avec les DEL, peuvent être réalisées en choisissant une tension en créneaux. Noter vos observations. Sont-elles en accord avec ce que vous attendiez ?
Donner une explication.

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2 : Regardons de plus près les fonctionnalités de notre GBF !

Rappel
Le GBF est donc un générateur de tension alternative. Celle-ci est bien sur associée à un courant alternatif.

Comme autres générateurs de ce type, citons : la génératrice de bicyclette, le générateur 6V-12V de TP ( en mode AC ) ou la prise de courant ( reliée au réseau EDF ).

Clique sur les différentes parties de la photographie pour connaître le rôle des différents boutons du GBF ci-contre.

  

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Fonctionnalités
Description Questions
Son principal intérêt est de permettre le choix de la fréquence de la tension d'alimentation.

Pour cela on dispose:

  • d'un vernier de sélection (exemple : " 0.4 Hz " )
  • de boutons de sélection de gammes
    ( exemple : le bouton "100" indique qu'il faut multiplier par la valeur indiquée par le vernier )
 1) Quelle est la fréquence que vous sélectionnez au regard des photos ci-dessous ? Hz

      

Il est possible de choisir une forme de tension alternative :
  • tension sinusoïdale,
  • tension en carré (ou en créneaux)
  • tension en triangle (ou en dents de scie).
2) Laquelle est une tension sinusoïdale ?   la ()
3) Laquelle est une tension en carré ?  la ()
4) Laquelle est une tension en ?  la (3)

Il est possible de régler l'amplitude de la tension alternative délivrée par le GBF (dans une certaine limite néanmoins).

Pour cela utilise le bouton "Amplitude" ou "Level".

5) Comment régler la tension délivrée par le GBF ? Il faut utiliser un en mode  AC.

Conseil : Ne pas toucher au réglage des autres boutons qui présentent pour nous que peu d'intérêt.

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3 : Réalisons quelques mesures avec l'oscilloscope !

L'oscilloscope est bien sûr un instrument privilégié pour visualiser une tension variable et déterminer ses caractéristiques.

   

Mesurons à l'oscilloscope
Expérience Questions
Brancher aux bornes d'un GBF une luciole (3,5V ; 0,2A)

Sélectionner une tension de 200 Hz sinusoïdale pour alimenter cette luciole.

Visualiser la tension à l'oscilloscope de manière à observer l'oscillogramme le plus exploitable.

1) Déterminer la période T de cette tension, puis sa fréquence f. Détailler ton calcul.

2) Calculer l'amplitude Umax de cette tension. Détailler ton calcul.

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Vérifions nos mesures par d'autres moyens
Expérience Questions
Pour vérifier la valeur de la fréquence, utilise un multimètre possédant la fonction fréquencemètre ; il se branche en dérivation.

Pour vérifier la valeur de la tension, utilise un multimètre en fonction voltmètre (mode AC bien sûr).

3) Mesurer la fréquence f et comparer avec la mesure précédente. D'où peut provenir l'écart éventuel ?

4) Comment expliquer l'écart entre entre la tension mesurée à l'oscilloscope et celle mesurée au multimètre ? Réaliser les calculs nécessaires pour vérifier qu'il y a bien adéquation.

   

Pour les plus rapides
Refaire les mêmes mesures en prenant une diode à la place de la luciole. 5) Répondre aux mêmes questions.

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