Niveau: 3ème Partie: Electricité Thème: Oscilloscope Connaissances:
- Tension continue et tension variable au cours du temps - Tension alternative périodique
- Période
- Valeur maximale d’une tension
- Fréquence d’une tension périodique et unité (hertz, de symbole Hz, dans le Système International)
- Relation entre la période et la fréquence
- Pour une tension sinusoïdale, un voltmètre utilisé en alternatif indique la valeur efficace de cette tension. Cette valeur efficace est proportionnelle à la valeur maximale
Socle commun de connaissances et de compétences:
[Compétence 3]
- Restituer des connaissances
- Extraire des informations d’un graphique
- Mettre en relation des informations pour résoudre un problème - Calculer, utiliser une formule
[Compétence 4]
- Utiliser les logiciels et les services à disposition
- Différencier une situation simulée ou modélisée d'une situation réelle
Type: activité TICE permettant de réinvestir le travail expérimental et théorique effectué lors des séances précédentes.
Cette activité permet également de pallier à un manque de matériel.
Logiciel utilisé: «oscillo» de Serge LAGIER disponible à l’adresse suivante:
http://www.sciences-edu.net/
Durée conseillée: 55 minutes Remarques:
- Le logiciel est installé sur chaque poste ou sur le réseau du collège.
- Les élèves sont placés seuls ou par deux sur les ordinateurs.
- Ils ouvrent le document de travail placé dans leur répertoire au préalable.
- Ils ouvrent le logiciel «oscillo».
- Ils répondent sur le document aux emplacements définis puis enregistrent leur travail en fin de séance.
- Ils font appel à l’enseignant en suivant les consignes données dans le document.
- Le professeur peut valider les compétences du socle commun.
Logiciel «oscillo» de Serge LAGIER
I.
Le simulateur «oscillo»:
Présentation du simulateur de l’oscilloscope
Bornes de branchement Bouton de sensibilité
verticale (paramétrage des unités
verticalement)
Base de temps (paramétrage des unités horizontalement) Interrupteur marche
arrêt.
Permet d’afficher la pile de 1,5 volt
Permet d’afficher le générateur TBF
Présentation du simulateur du générateur TBF
Présentation du simulateur de la pile 1,5V
Présentation du simulateur du voltmètre
Bouton de réglage de la valeur maximale de la tension.
Boutons de réglage de la fréquence
Réglage de la tension sinusoïdale
Bornes de branchement
Indication de branchement Réglages du Calibre
Bornes de branchement
UTILISATION DU SIMULATEUR D’OSCILLOSCOPE
Vous compléterez le document en remplaçant les pointillés dans les cadres par vos réponses, puis vous enregistrerez votre travail dans le dossier «commun» lorsque vous aurez terminé.
Lancez le logiciel «Oscillo» de Serge LAGIER à l’aide du lien sur le bureau.
A L’AIDE DES INDICATIONS DONNEES DANS CE DOCUMENT (PAGES 2,3 et 4):
1- Mettez en marche l’oscilloscope, puis réglez la base de temps sur 1 ms/div. Vous devez observer un signal de couleur rouge représenté par un trait horizontal confondu avec l’axe des abscisses.
La valeur de la tension indiquée est: U = ……volt
2- Affichez la pile de 1,5V et connectez l’oscilloscope à l’aide de ses 2 bornes de branchement (cliquez sur les bornes l’une après l’autre).
3- Réglez la sensibilité verticale sur 0,5 volt/div à l’aide du bouton correspondant.
Le signal est monté de …….divisions
Ceci met en évidence une tension aux bornes de la pile de …….volt
4- Affichez le voltmètre (menu affichage puis multimètre), puis connectez-le à la pile à l’aide de ses 2 bornes de branchement (cliquez sur les bornes l’une après
l’autre).
5- Réglez le calibre sur la position 2V en courant continu (
=
) La valeur de la tension indiquée est: U = ……voltEN CONCLUSION, AVEC UN GENERATEUR DE COURANT CONTINU, L’OSCILLOSCOPE ET LE VOLTMETRE MESURENT:
-DES VALEURS DIFFERENTES -DES VALEURS IDENTIQUES (RAYEZ LA REPONSE FAUSSE)
6- Appelez votre professeur
7- Débranchez les appareils et supprimez le voltmètre.
confondu avec l’axe des abscisses.
9- Affichez le générateur TBF avec un signal sinusoïdal (
~
) et réglez celui-ci sur une fréquence la plus proche possible de 50 hertz.10- Connectez l’oscilloscope au générateur à l’aide des bornes de branchement.
11- Réglez la sensibilité verticale sur 2 volts/div à l’aide du bouton correspondant sur l’oscilloscope.
12- Tournez le bouton de réglage de la valeur maximale de la tension du générateur afin que la valeur maximale atteigne 3 divisions.
Ceci met en évidence une tension aux bornes du générateur de …….volts
Nous relevons donc sur l’oscilloscope une tension maximale aux bornes du générateur:
Umax = ……….volts
13- Affichez le voltmètre (menu affichage puis multimètre), puis connectez-le au générateur à l’aide de ses 2 bornes de branchement.
14- Réglez le calibre sur la position 20 V en courant alternatif sinusoïdal (
~
).La valeur de la tension indiquée est: U = ……volts
EN CONCLUSION, AVEC UN GENERATEUR DE COURANT ALTERNATIF SINUSOÏDAL, L’OSCILLOSCOPE ET LE VOLTMETRE MESURENT:
-DES VALEURS DIFFERENTES -DES VALEURS IDENTIQUES (RAYEZ LA REPONSE FAUSSE)
15- En utilisant la calculatrice (menu affichage puis calculatrice), vérifiez la relation Umax = U x 1,414
………..
16- Appelez votre professeur.
17- Repérez un motif élémentaire sur l’écran de l’oscilloscope puis déterminez sa longueur:
Longueur = ……..divisions
18- Déduisez sa période T (sachant que la base de temps fait correspondre 1division à 5 millisecondes):
T = ………….millisecondes =………..secondes 19-Calculez (en détaillant le calcul) sa fréquence en hertz:
f = ………=…………Hz
20- Notez la fréquence affichée sur le générateur basses fréquences:
f =…………Hz 21- Appelez votre professeur.
22-Enregistrez ce document dans le dossier commun.
23- Fermez le logiciel puis mettez l’ordinateur hors tension.
