Chapitre 4 – Signaux électriques alternatifs | 2nde Bac Pro | Physique-Chimie | ⏱ 30 min
Dernière mise à jour : 15 août 2026, 11:55
Sarah, électricienne sur un chantier de bâtiment, doit vérifier que le tableau électrique du chantier est bien alimenté par le secteur 230 V / 50 Hz avant le branchement des outils. Elle branche un oscilloscope sur l'arrivée 230 V et observe le signal affiché à l'écran.
Observe l'oscillogramme du Document 1. La tension change-t-elle de signe au cours du temps ? Comment appelle-t-on ce type de signal ?
La tension passe régulièrement au-dessus puis en-dessous de l'axe zéro : elle change de signe périodiquement. C'est un signal alternatif sinusoïdal (en forme de sinusoïde).
Sur l'oscillogramme, combien de divisions occupe une période complète T (entre deux maxima) ? Quelle est la valeur de la base de temps (Doc 2) ?
Une période occupe 4 divisions (repère jaune). La base de temps vaut 5 ms par division.
Calcule la période T du signal en millisecondes, puis convertis-la en secondes.
\( T = 4 \times 5 = \mathbf{20\ ms} \), soit \( T = \mathbf{0{,}020\ s} \).
Calcule la fréquence f du signal avec la relation \( f = \dfrac{1}{T} \) (T en secondes).
\( f = \dfrac{1}{T} = \dfrac{1}{0{,}020} = \mathbf{50\ Hz} \).
Relève la tension maximale Umax du signal (Doc 2). En quelle unité s'exprime-t-elle ?
La tension maximale est Umax ≈ 325 V. Elle s'exprime en volts (V). C'est la valeur la plus haute atteinte par la courbe (sommet de la sinusoïde).
Estime la valeur efficace de la tension à l'aide de la formule donnée : valeur efficace ≈ Umax / 1,4.
Valeur efficace \( \approx \dfrac{325}{1{,}4} \approx \mathbf{230\ V} \). C'est la tension « utile », celle indiquée sur les appareils et lue par un voltmètre.
Compare tes résultats (fréquence et valeur efficace) aux valeurs du secteur français. Sarah peut-elle conclure que l'alimentation du chantier est bien le secteur 230 V / 50 Hz ?
On trouve f = 50 Hz et une valeur efficace ≈ 230 V. Ces deux valeurs correspondent exactement à celles du secteur français (230 V / 50 Hz). Sarah peut donc conclure que l'alimentation du chantier est bien conforme au secteur.
Rédige en deux ou trois phrases la note de contrôle que Sarah inscrit sur sa fiche : signal observé, période, fréquence, valeur efficace et conclusion. Explique aussi pourquoi ce contrôle est important sur un chantier ANA.
Note de contrôle — tableau de chantier (arrivée principale)
Signal observé : alternatif sinusoïdal.
Période T = 4 × 5 = 20 ms = 0,020 s → fréquence f = 1/T = 50 Hz.
Tension maximale Umax ≈ 325 V → valeur efficace ≈ 325/1,4 ≈ 230 V.
Conclusion : alimentation conforme au secteur 230 V / 50 Hz.
Importance : vérifier la tension et la fréquence avant de brancher les outils garantit la sécurité des personnes et du matériel et la conformité de l'installation (un appareil branché sur une tension non conforme peut être endommagé ou provoquer un accident).
Sur un autre relevé, une période n'occupe plus que 2 divisions (toujours 5 ms/division). Quelle serait alors la période T, puis la fréquence f de ce signal ?
\( T = 2 \times 5 = 10\ \text{ms} = 0{,}010\ \text{s} \), donc \( f = \dfrac{1}{0{,}010} = \mathbf{100\ Hz} \). Ce signal n'est pas le secteur (50 Hz) : sa fréquence est deux fois plus grande.
Réponse à la problématique : en lisant l'oscillogramme, Sarah trouve T = 20 ms donc f = 1/T = 50 Hz, et Umax ≈ 325 V donc une valeur efficace ≈ 230 V. L'alimentation est bien le secteur 230 V / 50 Hz.
📚 Cette activité s'appuie sur la leçon « Signaux électriques alternatifs » (Ch04).
Source : situation réaliste de contrôle du secteur 230 V / 50 Hz à l'oscilloscope sur un chantier de bâtiment. Valeurs conformes au réseau électrique français (T = 20 ms, f = 50 Hz, Ueff = 230 V, Umax ≈ 325 V).