Signaux électriques alternatifs | 2nde Bac Pro | Physique-Chimie
Un signal alternatif sinusoïdal se caractérise par :
— la période T (en s) : durée d'un cycle complet
— la fréquence f (en Hz) : nombre de cycles par seconde
— la valeur maximale \(U_{max}\) (ou amplitude) : valeur de crête du signal (en V)
Un signal alternatif a une période de 20 ms et une valeur maximale de 325 V. Donner sa fréquence et sa valeur maximale en précisant les unités.
Un signal audio a une fréquence de 440 Hz (note La). Quelle est sa période en millisecondes ?
Parmi ces signaux, lequel a la plus haute fréquence : A (T = 1 ms), B (T = 50 ms), C (T = 0,1 s) ?
Un oscilloscope affiche la tension en fonction du temps. L'écran est gradué en divisions :
— axe horizontal : sensibilité temporelle (ex. 5 ms/div)
— axe vertical : sensibilité en tension (ex. 50 V/div)
Pour lire \(T\) : compter les divisions d'un cycle complet et multiplier par la sensibilité temporelle.
Pour lire \(U_{max}\) : mesurer la demi-hauteur en divisions et multiplier par la sensibilité verticale.
Sur un oscillogramme, la sensibilité horizontale est 5 ms/div. Un cycle occupe 4 divisions. Calculer la période et la fréquence.
La sensibilité verticale est 100 V/div. Le signal mesure 3,25 divisions de crête à crête. Calculer la valeur maximale Umax.
Un technicien observe un signal sur un oscilloscope. La sensibilité est 2 ms/div et 20 V/div. Il voit 2,5 cycles en 10 divisions horizontales, et le signal monte jusqu'à 2 divisions au-dessus du zéro. Calculer T, f et Umax.
\[f = \frac{1}{T} \qquad \text{et} \qquad T = \frac{1}{f}\] \(f\) en hertz (Hz), \(T\) en secondes (s).
Calculer la fréquence d'un signal dont la période est : a) T = 0,1 s ; b) T = 4 ms ; c) T = 25 µs.
La fréquence du secteur électrique en France est 50 Hz. Quelle est la période correspondante en millisecondes ?
Un variateur de vitesse produit un signal à 400 Hz. Quelle est sa période ? Combien de cycles se produisent en 1 seconde ?
Pour un signal sinusoïdal, la valeur efficace \(U_{eff}\) est liée à la valeur maximale \(U_{max}\) par :
\[U_{eff} = \frac{U_{max}}{\sqrt{2}} \approx \frac{U_{max}}{1{,}414}\]
La valeur efficace est celle lue par un multimètre en mode AC (courant alternatif).
Le réseau électrique français a une valeur maximale de 325 V. Calculer la valeur efficace.
Un oscilloscope mesure une valeur maximale de 56,5 V. Quelle valeur afficherait un voltmètre (valeur efficace) ?
Un transformateur délivre une tension efficace de 12 V. Quelle est la valeur maximale du signal ?
Le réseau électrique français distribue un courant alternatif sinusoïdal :
— tension efficace : 230 V
— fréquence : 50 Hz (soit une période de 20 ms)
— valeur maximale : \(U_{max} = 230 \times \sqrt{2} \approx 325 \text{ V}\)
Un plombier chauffagiste branche un appareil sur le réseau 230 V / 50 Hz. Donner : a) la fréquence ; b) la période ; c) la valeur maximale de la tension.
Pourquoi dit-on que le réseau français est en « 230 V » alors que la tension peut atteindre 325 V ?
En Europe, le réseau est à 50 Hz. Aux États-Unis, il est à 60 Hz. Quelle serait la période du réseau américain ? Un appareil conçu pour 50 Hz fonctionnerait-il à la même vitesse sur le réseau américain ?