Chapitre 11: les phénomènes périodiques

cours écrit I) Les phénomènes périodiques : 1 1. Notion de temps : 1 2) définition d’un phénomène périodique 1 3) période T d’un phénomène périodique 1 4) fréquence f d’un phénomène périodique 1 II) la tension électrique périodique 2 1) définition de la tension vidéo 2 2) période et fréquence f d’une tension périodique u(t) 2 3) tension maximale Umax et minimale Umin d’une tension périodique 2 4) exemple 2 cours vidéo Le cours entier I) Qu'est-ce qu'un phénomène périodique? 1) définition d'un phénomène périodique 2) définition de la période T 3) définition de la fréquence f II) la tension électrique périodique 1) définition d'une tension électrique 2) période et fréquence d'une tension 3) tension maximale et minimale

I) Qu'est-ce qu'un phénomène périodique? 1. Notion de temps : L’homme a toujours cherché à se repérer dans le temps. Mais la mesure directe n’est pas aussi simple que celle d’une longueur par exemple. Les phénomènes astronomiques, réguliers et facilement observables, ont donné à l’homme ses premiers repères dans le temps : le jour, le mois, l’année. Plusieurs siècles plus tard, ils ont appris à évaluer le temps en observant l’ombre d’un gnomon planté dans le sol ou grâce à un réservoir d’eau ou de sable gradué qui se vide régulièrement. A partir du XVII^e siècle, l’élaboration de dispositif ingénieux et performants a permis d’accéder à des mesures de durée de plus en plus précise. Le temps est une grandeur physique. Son unité légale est la seconde, symbole ‘s’. 2) définition d’un phénomène périodique (vidéo) Un phénomène périodique est un phénomène qui se reproduit identique à lui-même à intervalle de temps T régulier. Exemples : Pendule simple, Rotation de la Lune autour de la Terre, Rotation de la Terre autour du Soleil battements du coeur 3) période T d’un phénomène périodique vidéo La période T d’un phénomène périodique est le plus petit intervalle de temps au bout duquel le phénomène se reproduit identique à lui-même. La période T s’exprime en secondes (s). 4) fréquence f d’un phénomène périodique vidéo La fréquence d’un phénomène périodique correspond au nombre de fois ou le phénomène se répète par seconde. la fréquence s’exprime en Hertz (Hz). Elle est égale à l’inverse de la période T(s): f = 1/T Exemples : La période d’un pendule simple est T = 1,5 s. Sa fréquence est égale à f = 1/T soit f = 1/1,5 Þ f = 0,67Hz La fréquence des oscillations d’un cristal de quartz est f = 32768Hz. Sa période T= 1/f T = 1/32768 Þ T = 3,0518x10^-5s II) la tension électrique périodique 1) définition de la tension vidéo La tension électrique existant entre deux points A et B est notée UAB^.L’unité de tension électrique est le volt (V). La tension UAB est égale à la différence de ‘niveau électrique’ entre les points A et B. Un niveau électrique est appelé potentiel électrique noté V. UAB = VA - VB VA : potentiel électrique du point A en volts (V) VB : potentiel électrique du point B en volts (V) La tension électrique est une grandeur physique que l’on mesure à l’aide d’un voltmètre, d’un oscilloscope ou d’une carte d’acquisition reliée à un ordinateur. Les appareils se branchent en dérivation pour mesurer la tension. 2) période et fréquence f d’une tension périodique u(t) animation: électrocardiogramme: L'électrocardiogramme enregistre l'activité électrique du cœur. Animation : l’oscilloscope Mesure à l’oscilloscope de tension générée par un GBF, une dynamo,une pile. Une tension variable u(t) est une tension dont la valeur en volt varie au cours du temps. Lorsque la tension est variable et périodique, les variations se répètent identiques à elles mêmes au cours du temps. La période T(s) de la tension périodique, est la plus petite durée au bout de laquelle les variations se répètent identiques à elles mêmes. La fréquence de la tension périodique est l’inverse de la période T : f(Hz) = 1/T(s) 3) tension maximale Umax et minimale Umin d’une tension périodique La tension maximale Umax est la plus grande valeur de tension que peut prendre la tension périodique u(t) au cours du temps. La tension minimale Umin est la plus petite valeur de tension que peut prendre la tension périodique u(t) au cours du temps. 4) exemple Voici l’oscillogramme d'une tension triangulaire. On donne les échelles suivantes: - échelle verticale ou calibre de tension: C(tension) = 2 V/division - échelle horizontale ou calibre de temps: C(temps) = 0,5 ms/division Cette tension est périodique car ses variations se répètent identique à elles mêmes. Sa période correspond à N = 4 divisions donc T = N.C(temps) = 4x0,5 = 2 ms T = 2x10^-3 s Sa fréquence f = 1/T = 1/(2x10^-3) = 500 Hz Umax représente N = 2 divisions vers le haut donc: Umax = N.C(tension) = 2x2 = 4V Umin représente N = -2 divisions vers le bas donc: Umin = N.C(tension) = -2x2 = -4 V Retrouver sur le site physagreg des animations sur les circuits électriques et les mesures de grandeurs électriques.