🎯 Objectifs du chapitre cliquer pour développer

Distinguer courant continu et courant alternatif
Connaître les grandeurs caractéristiques d’un signal sinusoïdal (T, f, Umax, Ueff)
Lire un oscillogramme pour déterminer T et Umax
Calculer la valeur efficace à partir de l’amplitude
Relier ces notions aux machines de l’atelier de menuiserie

Fiche résumé — Signaux électriques alternatifs

Chapitre 4 | Seconde Bac Pro | Physique-Chimie

CC vs CA

Courant continu (CC) : sens de circulation fixe (pile, batterie)
Courant alternatif (CA) : sens change périodiquement (secteur, moteurs d'atelier)
Le signal sinusoïdal est la forme la plus courante du CA industriel

Grandeurs caractéristiques

Période T (en s) : durée d'un cycle complet
Fréquence f (en Hz) : nombre de cycles par seconde
Amplitude U_max (en V) : valeur maximale
Valeur efficace U_eff (en V) : valeur lue par le voltmètre

Formules clés

\(f = \dfrac{1}{T} \quad \Longleftrightarrow \quad T = \dfrac{1}{f}\)

\(U_{\text{eff}} = \dfrac{U_{\max}}{\sqrt{2}} \approx \dfrac{U_{\max}}{1{,}414}\)

\(U_{\max} = U_{\text{eff}} \times \sqrt{2}\)

\(u(t) = U_{\max} \cdot \sin(2\pi f t)\)

Secteur français — Valeurs à retenir

f = 50 Hz
T = 20 ms = 0,020 s
U_eff = 230 V (valeur des appareils)
U_max ≈ 325 V (valeur de crête)
Équation : \(u(t) = 325 \cdot \sin(100\pi t)\)

Lecture d'un oscillogramme

Période T = nombre de divisions pour 1 cycle × échelle temps (ms/div)
Amplitude U_max = nombre de divisions (axe 0 → max) × échelle tension (V/div)
Puis calculer f = 1/T et \(U_{\text{eff}} = U_{\max} / \sqrt{2}\)

Piège 1 : Confondre U_max et U_eff. Les « 230 V » du secteur sont la valeur efficace. La tension instantanée monte en réalité jusqu'à 325 V (valeur de crête).

Piège 2 : Sur l'oscillogramme, mesurer la tension crête-à-crête (de -U_max à +U_max) au lieu de l'amplitude. L'amplitude U_max se mesure de l'axe zéro au maximum, soit la moitié de la crête-à-crête.

Piège 3 : Oublier de convertir T en secondes avant de calculer f. Si T = 20 ms, il faut écrire T = 0,020 s pour obtenir f = 1/0,020 = 50 Hz.

Astuce : Pour retenir la relation : « 230 V × √2 ≈ 325 V ». Le facteur √2 ≈ 1,414 revient toujours dans la conversion efficace ↔ max.

Astuce : Sur un oscillogramme, repérer d'abord deux maxima consécutifs pour mesurer T (c'est plus facile que de chercher les passages par zéro dans le même sens).

Résumé express — Méthode type

Lire l'oscillogramme : compter les divisions pour T et U_max
Multiplier par les échelles (ms/div et V/div) pour obtenir T et U_max
Calculer la fréquence : \(f = 1/T\) (attention : T en secondes)
Calculer la valeur efficace : \(U_{\text{eff}} = U_{\max} / \sqrt{2}\)
Vérifier la cohérence (ex. : secteur → f ≈ 50 Hz, U_eff ≈ 230 V)