Différences entre versions de « Courant alternatif: Questions / Réponses »

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= {{Widget:Questions-possibles-Fiche}} =
 
= {{Widget:Questions-possibles-Fiche}} =
 
<!-- ********** Début Fiche Didactique Regroupement Questions ******************-->
 
<!-- ********** Début Fiche Didactique Regroupement Questions ******************-->
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== Histoire de science ==
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{{collapse top|left=true| Préparer, en petit groupe, un exposé sur l’électricité utilisée pour l'éclairage des villes en 19ème siècle?}}
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{{@}}
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https://www.youtube.com/watch?v=fw6esE2aUoQ
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{{collapse bottom}}
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== Les caractéristiques de tension alternatives ==
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{{collapse top|left=true|En se basant sur la figure.1 suivante, expliquer à ton ami quelle source d'alimentation (continu ou alternative) utilise-t-on pour allumer une lampe?
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Prise_murale__JF_16.png|   
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Lampe_JF_16.png|  '''Figure.1'''
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Batterie_JF_16.png|   
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}}
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{{@}} .
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- La tension de prise murale est caractérisée par une tension égale à 220V et une fréquence égale à 50Hz. Elle possède, donc, une période ayant une alternance positive et une alternance négative.C'est une tension alternative.
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Symbole_tension_alternative__JF_8.png|'''Symbole tension alternative sinusoïdale'''
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- La tension de batterie est caractérisée par une tension égale à 19V et une capacité la capacité de 9AH qui représente la quantité d'électricité qui peut être délivrée pendant une heure à un courant de 9 ampères. C'est une tension continu.
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Symbole_tension_continu_JF7.png|'''Symbole tension continu'''
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- La lampe électrique est caractérisée par 220V la tension qui peut la supportée sous une fréquence de 50Hz. Elle consomme une puissance de 70W.
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- La tension de la batterie est inférieure à celle de lampe, elle ne va pas s'allumer convenablement on dit qu'elle est sous alimentée.
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- La tension de la prise murale est égale à la tension qui peut supportée la lampe, elle ne va pas être grillée elles sont aussi de même fréquence.
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- Un récepteur électrique doit être alimenter par une tension ayant les même caractéristiques et même nature, donc la lampe ne peut être alimenter que par la tension de la prise 
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{{collapse top|left=true| Préciser la différence entre le symbole de tension continu et tension alternative? }}
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* Les symboles utilisés pour représenter la tension continue (DC) et la tension alternative (AC) sont généralement différents, ils sont basés sur des conventions des normes internationales.
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  - Pour la tension continu, elle est symbolisée par deux traits en parallèle l'un plus long que l'autre. Le plus long est associé par un signe + pour désigner la borne positive et le trait le plus court est associé par un signe - pour désigner la borne négative. Ce symbole indique que la polarité des bornes est fixe et que le courant électrique circule dans une seule direction. Seule la valeur efficace de la tension est mentionnée au prés de ce symbole avec une flèche dirigée toujours de la borne - vers la borne +;
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Symbole_tension_continu_JF7.png|'''Symbole tension continu'''
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  - Pour la tension alternative sinusoïdale, elle est symbolisée par cercle associé par une sinusoïde au milieu pour indiquer que la tension varie en fonction du temps: elle possède deux alternances de directions différentes. La valeur efficace de la tension est mentionnée au prés de ce symbole avec une flèche en indique sa fréquence en Hertz '''50Hz'''.
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Symbole_tension_alternative__JF_8.png|'''Symbole tension alternative sinusoïdale'''
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{{collapse top|left=true| En petit groupe, formuler un paragraphe récapitulant les caractéristiques d'une tension alternative sinusoïdale en utilisant les vocabulaires suivants?
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alternatif, valeur maximale, valeur efficace, période, pulsation propre, fréquence, valeur instantanée.
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}}
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{{@}}
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La tension alternative sinusoïdale possède une alternance positive et alternance négative sur une période T. Ce signal se répète à une fréquence f de 50Hz et ayant une pulsation propre ω. L'expression instantanée u(t) est exprimée par la formule suivante:
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                          u(t) = UMax.sin(ω.t+φ) 
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            Avec :
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                  - u(t) : valeur instantanée en (V) ;
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                  - UMax : Valeur maximale en (V) ;
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                  - t : le temps en secondes (s) ;
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                  - ω : la pulsation en radians/seconde (rad/s).
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                  - φ: la phase à l’origine ;
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Cocher la bonne réponse en justifiant votre choix: Si vous aviez à comparer la vitesse moyenne de déplacement des électrons dans le circuit électrique, elle serait du même ordre de grandeur que:
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    - La vitesse de la lumière;
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    - La vitesse du son;
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    - La vitesse d’une voiture;
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    - La vitesse de marche d’un homme;
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    - La vitesse d’un escargot.
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}}
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{{@}}Si vous aviez à comparer la vitesse moyenne de déplacement des électrons dans le circuit électrique, elle serait du même ordre de grandeur que la vitesse d’un escargot. La vitesse des électrons dans un conducteur est relativement trés faible.
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| En petit groupe, compléter le montage nécessaire permettant d'allumer la lampe, puis déduire combien de fils conducteurs on doit utiliser pour l'allumer
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<gallery>
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Pile_lampe_2_JF_13.png|'''cas 1'''
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Pile_et_lampe_3_JF14.png|'''cas 2'''
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Pile_et_lampe_JF15.png|'''cas 3'''
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Pile_et_lampe_JF112.png|'''cas 4'''
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</gallery> }}
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{{@}}
 +
Pour allumer une lampe électrique, il faut deux fils conducteurs pour obtenir un circuit fermé.
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Parmi les trois montages, choisir lequel qui correspond à la bonne luminosité des lampes en introduisant une résistance entre eux
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<gallery>
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Lampes_1_JF11.png|'''Montage 1'''
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Lampes_2_JF11.png|'''Montage 2'''
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Lampes_3_JF11.png|'''Montage 3'''
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</gallery>}}
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{{@}}
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Lorsque on introduit une résistance dans un circuit électrique la luminosité diminue au niveau des deux lampes.  Le montage 3 est correcte. 
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Conclure sur la quantité du courant avant et aprés la résistance introduite dans le montage 3 précédant}}
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{{@}}
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Le courant avant la résistance est égale au courant aprés la résistance. 
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| En petit groupe, préciser la figure qui corresponde au bon endroit de la résistance afin de protéger la lampe d'un courant fort
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    - Courant continu
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<gallery>
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Lampe_JF_4.png|
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Lampe_JF_5.png|'''Figure 3'''
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Lampe_JF_6.png|'''Figure 4'''
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</gallery>
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    - Courant alternatif
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<gallery>
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Lampe_JF_1.png|
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Lampe_JF_2.png|'''Figure 1'''
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Lampe_JF_3.png|'''Figure 2'''
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</gallery>}}
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{{@}}
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Expliquer à ton amis, la tension de la prise murale utilisée pour allumer la lampe de ta chambre est-elle continu ou alternative}}
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{{@}}
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| En petit groupe, comparer en analysant le mouvement des électrons dans un circuit électrique ouvert et dans un circuit électrique fermé}}
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{{@}}
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Réaliser les expériences suivantes, interpréter puis conclure sur l'influence de la propriété de conduction du courant électrique par rapport aux couleur des fils électriques
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<gallery>
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Lampe_11_JF_1.png|''' Expérience 1'''
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Lampe_12_JF_1.png|''' Expérience 2'''
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Lampe_JF_4.png|''' Expérience 3'''
 +
Lampe_1_JF_4.png|''' Expérience 4'''
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</gallery>}}
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{{@}}
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Expliquer à tes amis  qu'une convention de couleur des fils conducteurs est respectée dans une installation domicile}}
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{{@}}
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{{collapse bottom}}
 +
{{collapse top|left=true| Relier par une flèche les termes suivants afin de préciser ce qui assure chaque appareil de protection
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        - Disjoncteur magnétothermique
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        - Prise de terre                      - Protection de personnes
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        - fusible                            - Protection des biens
 +
        - Disjoncteur différentiel
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}}
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{{@}}
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Dans une installation électrique domicile, explique pourquoi les prises du salon et des chambres à coucher sont différents par rapport aux prises utilisés dans la cuisine}}
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{{@}}
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Il existe deux types de prises électriques certain ayant deux trous d'autre trois trous. Les prises à deux trous sont généralement utilisées dans le salon et les chambres à coucher puisqu'on n'a pas risque d'avoir un défaut d'isolement et on n'utilise pas des appareils à carcasse métallique . Cependant, les prises à trois trous sont utilisées souvent dans la cuisine et la salle de bain. Les appareils utilisés ont une carcasse métallique et on a un risque d'avoir un choc électrique à cause de défaut d'isolement c'est pour cela on doit  relier la prise au fil de terre.
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true|  Le courant électrique est -il dangereux}}
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{{@}}
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Quelle est la différence entre circuit résistif et circuit inductif}}
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{{@}}
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{{collapse top|left=true| Expliquer à tes amis comment économiser la facture de l'électricité}}
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{{@}}
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Discuter, en petit groupe: Un moteur convertie toujours l'énergie électrique en une énergie mécanique de rotation}}
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{{@}}
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true| Comparer la nature de tension obtenue avant et aprés une diode placée dans un circuit électrique fermé alimenté par une tension alternative}}
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{{@}}
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Avant la diode, la tension est redressé. elle possède une seule alternance c.à.d. avec une polarité unidirectionnelle qui ne change plus. La présence de la diode agit dur tout le montage. à cause du raisonnement séquentiel. Le circuit électrique est perçu d’une façon très locale. Il n’y a pas rétroaction de l’aval sur l’amant. La majorité des apprenant n’ont pas une vue systémique de ce dernier
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== Courant électrique ==
 
== Courant électrique ==
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{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'un courant électrique ?}}
+
{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'un courant électrique ?}}  
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{{@}} Un courant électrique est un mouvement d'ensemble de porteurs de charges électriques, généralement des électrons, au sein d'un matériau conducteur. Ces déplacements sont imposés par l'action de la force électromagnétique, dont l'interaction avec la matière est le fondement de l'électricité.
+
{{@}} Un courant électrique est un mouvement d'ensemble de porteurs de charges électriques, généralement l'[[électron]] , au sein d'un matériau conducteur. Ces déplacements sont imposés par l'action de la [[force électromagnétique]], dont l'interaction avec la matière est le fondement de l'[[électricité]].
  
 
Le courant électrique se crée , donc, par le déplacement d’électrons libres dans un corps conducteur. En fonction de la direction que prennent ces électrons, on parle de courant continu ou de courant alternatif.  
 
Le courant électrique se crée , donc, par le déplacement d’électrons libres dans un corps conducteur. En fonction de la direction que prennent ces électrons, on parle de courant continu ou de courant alternatif.  
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https://www.youtube.com/watch?v=14DTVr9rbIk
 
https://www.youtube.com/watch?v=14DTVr9rbIk
 
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{{collapse top|left=true|Quelles sont les différents types de courant électrique ?}}
+
{{collapse top|left=true|Quelles sont les différents types de courant électrique ?}}  
 
{{@}}Le courant électrique est produit par le déplacement d’électrons dans un milieu conducteur sous l’impulsion d’une tension électrique.En fonction de la direction que prennent ces électrons, on parle de:  
 
{{@}}Le courant électrique est produit par le déplacement d’électrons dans un milieu conducteur sous l’impulsion d’une tension électrique.En fonction de la direction que prennent ces électrons, on parle de:  
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            - Courant continu;
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      - Courant continu;
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            - Courant alternatif.
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      - Courant alternatif.
 
 
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Ligne 23 : Ligne 188 :
 
{{@}}En 1882, Tomas Edison (figure1), a inventé et mis en œuvre la première centrale à charbon destinée à la production du courant électrique continu (DC). Ce courant, bien qu’il ait été utilisé dans l’éclairage des cités entières dans certaines villes Américaines, il a été :
 
{{@}}En 1882, Tomas Edison (figure1), a inventé et mis en œuvre la première centrale à charbon destinée à la production du courant électrique continu (DC). Ce courant, bien qu’il ait été utilisé dans l’éclairage des cités entières dans certaines villes Américaines, il a été :
  
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-         distribué à des courtes distances ;
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            - distribué à des courtes distances ;
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            - produit, transporté et consommé avec le même voltage.
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-         produit, transporté et consommé avec le même voltage.
 
 
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Ligne 39 : Ligne 203 :
  
 
{{@}}Le courant alternatif circule dans les deux sens du circuit. Concrètement, cela veut dire que les électrons suivent un mouvement de va-et-vient sur une distance de l’ordre du millième de millimètre. Ils oscillent, c’est pourquoi on dit que le courant alternatif est sinusoïdal.
 
{{@}}Le courant alternatif circule dans les deux sens du circuit. Concrètement, cela veut dire que les électrons suivent un mouvement de va-et-vient sur une distance de l’ordre du millième de millimètre. Ils oscillent, c’est pourquoi on dit que le courant alternatif est sinusoïdal.
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{{collapse top|left=true|Comment mesurer un courant électrique ?}}
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{{@}}Pour mesurer l'intensité du courant on utilise un ampèremètre ou un multimètre en mode ampèremètre. L'ampèremètre est toujours branché en série avec le récepteur du circuit électrique.
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Utilisation:
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  - Choisir le type AC ou DC selon la nature du courant électrique à mesurer ;
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  - Placer le commutateur sur son calibre maximal ;
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  - Brancher l'ampèremètre en série avec le dipôle à étudier en utilisant des cordons électriques sécurisés ;
 +
  - Mettre sous tension le montage où l'ampèremètre est branché ;
 +
  - Manipuler le calibre afin que l’aiguille se positionne dans la partie droite de l’écran ;
 +
  - Relever les valeurs et calculer la tension électrique mesurée par l’expression :
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                        U= (CxL)/E
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            avec:
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                  - U: Tension électrique en (V);
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                  - C: Calibre;
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                  - L: Lecture;
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                  - E: Echelle.
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https://www.youtube.com/watch?v=5XzxIbNc6Ms
 
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{{collapse top|left=true|Quelle est relation entre tension et courant électrique ?}}
 
{{collapse top|left=true|Quelle est relation entre tension et courant électrique ?}}
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{{@}} Mettre la réponse ....................
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{{@}} La tension électrique ( U ) et le courant électrique ( I ) sont des termes très différents et sont mieux connus par la tension et le courant.  
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La loi d'Ohm en référence au physicien allemand Georg Ohm (1789-1854) définie une relation entre Tension, Courant et Résistance. Elle s'écrit:
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                            U = R × I
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            avec:
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                  - U : tension aux bornes de la résistance, en volt ( V );
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                  - I : intensité qui traverse la résistance, en ampère ( A );
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                  - R : résistance, en Ohm ( Ω ).
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{{collapse bottom}}
 
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== Tension électrique ==
 
== Tension électrique ==
 
{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'une tension électrique ?}}
 
{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'une tension électrique ?}}
−
{{@}} Mettre la réponse ....................
+
{{@}}La tension électrique ( notée U ) est une grandeur qui représente la circulation du champ électrique le long d'un circuit. Elle mesure la quantité d’énergie qui peut être transférée vers ou depuis un circuit électrique. Contrôlement aux autres unités de mesure de l’électricité, l’unité « volt » doit son nom à Alessandro Volta. La définition de la tension électrique a aussi une autre appellation. Elle peut être aussi appeler une différence de potentiel. Le terme « tension électrique » a été inventé par Benjamin Thompson en 1852.
−
........................................
 
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
  
 
{{collapse top|left=true|Quelles sont les différents types de tension électrique ?}}
 
{{collapse top|left=true|Quelles sont les différents types de tension électrique ?}}
 
{{@}}
 
{{@}}
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              - continu;
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              - alternatif.
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{{collapse bottom}}
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{{collapse top|left=true|Comment se produit une tension électrique alternative ?}}
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{{@}}La production d’électricité est assurée par les centrales nucléaires, ainsi que par les énergies fossiles ( carbone, gaz, fioul ) et, de plus en plus, par les énergies renouvelables ( solaire, éolien, bioénergies ).
  
−
      - continu;
+
La production industrielle de la tension éléctrique est assurée par des alterneurs.
−
      - alternatif.
+
Un alternateur est constitué d'un stator fixe entourant un rotor mobile autour d'une hache. Les alternateurs des centrales électriques fonctionnent sur le même principe. Le rotor, constitué d'électroaimants, tourne dans la stator, constitué de bobines montées en série. La vitesse de rotation du rotor est adaptée pour obtenir une tension alternative de fréquence 50Hz.
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
  
−
{{collapse top|left=true|Comment se produit une tension électrique alternative ?}}
+
{{collapse top|left=true|Que signifie les notions phase et neutre ?}}
−
{{@}} Mettre la réponse ....................
+
{{@}} La phase et le neutre sont les deux conducteurs principaux qui assurent le bon fonctionnement du circuit électrique.
−
........................................
+
La phase est le conducteur qui permet d’apporter le courant nécessaire pour alimenter les appareils électriques. Mais, il faut faire attention car il s’agit d’un fil grave qui présente plus de danger que les autres. Pour ceci, il est important de savoir comment différencier entre la phase et le neutre pour éviter tous risques.
 +
 
 +
Les fils électriques se distinguent l’un des autres par leurs couleurs. Généralement, chaque habitation est équipée de 3 conducteurs électriques. En fait, chaque fil répond à un code de couleur bien précis : 
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Le rouge ou autre couleur sombre ( noir, marron, etc...) est la couleur de fil de phase ;
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Le bleu est la couleur de fil du neutre ;
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Le jaune et le vert sont les couleurs de fil de terre.
 
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{{collapse bottom}}
−
{{collapse top|left=true|Que signifie les notion phase et neutre ?}}
 
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{{@}}
 
  
 +
{{collapse top|left=true|Comment mesurer une tension électrique ?}}
 +
{{@}}Pour mesurer la tension on utilise un ampèremètre ou un multimètre en mode voltmètre. Le voltmètre est toujours branché en parallèle avec  deux points A et B d'un circuit électrique.
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Utilisation:
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  - Choisir le type AC ou DC selon la nature de la tension électrique à mesurer ;
 +
  - Placer le commutateur sur son calibre maximal ;
 +
  - Brancher le voltmètre en parallèle avec le dipôle à étudier en utilisant des cordons électriques sécurisés ;
 +
  - Mettre sous tension le montage où le voltmètre est branché ;
 +
  - Manipuler le calibre afin que l’aiguille se positionne dans la partie droite de l’écran ;
 +
  - Relever les valeurs et calculer la tension électrique mesurée par l’expression :
 +
                        U= (CxL)/E
 +
            avec:
 +
                  - U: Tension électrique en (V);
 +
                  - C: Calibre;
 +
                  - L: Lecture;
 +
                  - E: Echelle.
 +
 +
https://www.youtube.com/watch?v=dIyHpEsdv4k
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
  
 
{{collapse top|left=true|Quelles sont les différents types de réseaux de tension électrique ?}}
 
{{collapse top|left=true|Quelles sont les différents types de réseaux de tension électrique ?}}
 
{{@}}  
 
{{@}}  
−
monophsé
+
                  - monophsé
−
triphsé
+
                  - triphsé
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
  
−
== Courant alternatif ==
+
== Courant alternatif ==
  
 
{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'un courant alternatif ?}}
 
{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'un courant alternatif ?}}
Ligne 97 : Ligne 316 :
  
 
{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'une tension alternative ?}}
 
{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'une tension alternative ?}}
−
{{@}}  
+
{{@}} La tension est désignée par la lettre (u minuscule ou majuscule U selon la signification). Son unité est V (Volts). L’origine de cette unité est l’inventeur de la pile électrique, le physicien chimiste Alessandro Volta.
  
 +
https://www.britannica.com/biography/Alessandro-Volta
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
  
 
{{collapse top|left=true|A quoi sert une tension alternative ?}}
 
{{collapse top|left=true|A quoi sert une tension alternative ?}}
−
{{@}} Lat ension alternative monophasée est généralement celle qui l'on utilise dans les foyers pour l'éclairage, le chauffage, la cuisine, etc
+
{{@}} La tension alternative monophasée est généralement celle qui l'on utilise dans les foyers pour l'éclairage, le chauffage, la cuisine, etc
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
  
Ligne 110 : Ligne 330 :
  
 
{{collapse top|left=true|Quel est l'avantage de la tension alternative ?}}
 
{{collapse top|left=true|Quel est l'avantage de la tension alternative ?}}
−
{{@}} Mettre la réponse ....................
+
{{@}}L'utilisation de la tension alternative présente les avantages suivants:
−
........................................
+
              - Il est possible d'augmenter ou de diminuer la tension ou la tension au moyen de transformateurs.
 +
              - Il facilite le transport de l' électricité électrique avec peu de perte d'énergie.
 +
              - Il peut être facilement converti en tension continu.
 +
              - En augmentant sa fréquence électroniquement, la voix, l'image, le son et les commandes de contrôle peuvent être transmises sur de longues distances, sans fil.
 +
              - Les moteurs électriques et générateurs de ce type de tension sont plus simples et plus faciles à entretenir.
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
−
{{collapse top|left=true|Quelles sont les différents type de courant alternatif ?}}
+
{{collapse top|left=true|Quelles sont les différents type de tension alternative ?}}
−
{{@}} Le courant alternatif circule dans les fils conducteurs suivant deux modes d'alimentation : le courant monophasé et le courant triphasé. Ces deux courants alternatifs sont définis par le principe de phase et neutre (courant monophasé) et par le principe de trois phases et neutre (courant triphasé), contrairement au courant continu qui est déterminé par la borne positives et la borne négative.
+
{{@}} Le courant alternatif circule dans les fils conducteurs suivant deux modes d'alimentation : le courant monophasé et le courant triphasé. Ces deux courants alternatifs dépendent de type de tension définis par le principe de phase et neutre (tension monophasé: réseau monophasé)) et par le principe de trois phases et neutre (tension triphasé: réseau triphasé), contrairement au courant continu qui est déterminé par la borne positives et la borne négative.
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
  
−
{{collapse top|left=true|Quelle est la différence entre la tension continue et alternative ?}}
+
{{collapse top|left=true|Quelle est la différence entre la tension continue et tension alternative ?}}
 
{{@}} La source d'une tension continu est caractérisée par une borne positive noté " + " et une borne négative noté " - ". La valeur de la tension continu est constante en fonction du temps. Alors que la source d'une tension alternative n'est pas polarisée, elle est caractérisée par une phase et un neutre. Elle varie en fonction du temps et elle possède une alternance positive et une alternance négative pendant une période du temps T
 
{{@}} La source d'une tension continu est caractérisée par une borne positive noté " + " et une borne négative noté " - ". La valeur de la tension continu est constante en fonction du temps. Alors que la source d'une tension alternative n'est pas polarisée, elle est caractérisée par une phase et un neutre. Elle varie en fonction du temps et elle possède une alternance positive et une alternance négative pendant une période du temps T
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
Ligne 123 : Ligne 347 :
 
{{@}}  
 
{{@}}  
 
{{collapse bottom}}
 
{{collapse bottom}}
−
== Tension alternative monophasée ==
 
  
 +
== Les caractéristiques d'une tension alternative monophasée ==
 
{{collapse top|left=true|Quelle sont les caractéristiques d'une tension alternative ? }}
 
{{collapse top|left=true|Quelle sont les caractéristiques d'une tension alternative ? }}
−
La valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale est 5 V. Quelle est la valeur efficace de cette tension? 12) Sur quel appareil peut-on mesurer la tension efficace d'un courant alternatif?
+
La tension disponible entre les bornes d'une prise électrique est appelée «tension du secteur». La STEG nous fournit une tension alternative sinusoïdale '''220V~ 50Hz'''  caractérisée par :
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            - sa forme sinusoïdale '''<big>~</big> ''' liée à la fonction trigonométrique sinus ;
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            - sa valeur efficace '''220V''';
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            - sa fréquence '''50Hz''' ;
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            - sa périodicité (la répétition) ;
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{{collapse top|left=true|Que signifie expression instantanée d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
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{{@}} Ayant une allure sinusoïdale, l’expression instantanée de la tension électrique est :
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                          u(t) = UMax.sin(ω.t+φ) 
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            Avec :
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                  - u(t) : valeur instantanée en (V) ;
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                  - UMax : Valeur maximale en (V) ;
 +
                  - t : le temps en secondes (s) ;
 +
                  - ω : la pulsation en radians/seconde (rad/s).
 +
                  - φ: la phase à l’origine ;
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{{collapse top|left=true|Qu'appele-t-on une période d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
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{{@}} On appelle période, l’intervalle du temps, en secondes, pendant lequel, un signal se reproduit identiquement à lui-même. Une période est désignée par (T). Son unité est secondes (s). La période est l'inverse de la fréquence. Son expression est:
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                          T= 1/f
 +
            avec:
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                  - f: fréquence en Hertz (Hz)et exprimée en secondes (s);
 +
                  - T: période en secondes (s)
 
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{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'un fréquence de la tension alternative sinusoïdale ?}}
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{{@}}La fréquence est désignée par (f). Son unité est Hz, (se lit Hertz). La fréquence est le nombre de périodes par seconde. Son expression est :
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                          f= 1/T
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            avec:
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                  - T: période en secondes (s)
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                  - f: fréquence en Hertz (Hz)
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Cette unité (Hz) est liée au nom de l’ingénieur physicien « Heinrich Rudolf Hertz » en hommage pour sa découverte des ondes hertziennes.
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                          Image:Heinrich Rudolf Hertz.png|Heinrich Rudolf Hertz JF1
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                          Heinrich Rudolf Hertz 1.jpg|Heinrich Rudolf Hertz JF1
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{{collapse top|left=true|Comment déterminer la valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
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La fréquence correspond au nombre de fois qu’un phénomène se reproduit dans le temps. Généralement, le transport de l'électricité s'effectue en tension alternative de 50 hertz ( Hz ). Comme la consommation et la production d'électricité changent en permanence, la fréquence varie continuellement. En Amérique du Nord, par exemple, la fréquence est de 60 hertz.
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{{@}} Mettre la réponse ....................
 
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{{collapse top|left=true|Comment déterminer la valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
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{{collapse top|left=true|Qu'est ce qu'une pulsation d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
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{{@}} Mettre la réponse ....................
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{{@}} La pulsation angulaire est désignée par (ω). Son unité est rad/s, (se lit : radians par seconde). Elle représente la vitesse angulaire du courant ou de la tension électriques. Elle est liée à :
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{{collapse top|left=true|Quelle est la relation entre valeur maximale et valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
 
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{{@}} Mettre la réponse ....................
 
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==Les caractéristiques d'une tension alternative sinusoïdale ==
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- la période T par la relation:
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                                    ω = 2π/T
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                avec:
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                      - ω : pulsation en radion per secondes (rad/s)
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                      - T : période en secondes (s)
  
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{{collapse top|left=true|Quelle sont les caractéristiques d'une tension alternative ? }}
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- la fréquence f par la relation :
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Un etesion alternative est caractérisée par:
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                                    ω = 2πf
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* expression instantanée;
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                  avec:  
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La valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale est 5 V. Quelle est la valeur efficace de cette tension? 12) Sur quel appareil peut-on mesurer la tension efficace d'un courant alternatif?
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                      - ω : pulsation en radion per secondes (rad/s)
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                      - f : fréquence en Hertz (Hz)
 
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{{collapse top|left=true|Qu'est ce que la valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
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{{@}}La tension efficace est désignée par U. Son unité est V (Volts). 
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La valeur efficace d'une tension variable au cours du temps correspond à la valeur d'une tension continue qui produit un échauffement identique dans une même résistance pendant le même intervalle du temps.
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La tension efficace est liée à la tension maximale par la relation suivante :
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                                Ueff = Umax / √ 2 
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                  avec:
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                      - Ueff : valeur efficace en volt (V)
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                      - Umax : valeur maximale en volt (V)
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{{collapse top|left=true|Comment mesurer la valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
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{{@}}La valeur efficace d’une tension électrique alternative est mesurée à l’aide des appareils de mesures (figure) :
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                            - voltmètre analogique ;
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                            - multimètre analogique ;
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                            - multimètre numérique.
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{{collapse top|left=true|Comment déterminer la valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
 
{{collapse top|left=true|Comment déterminer la valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
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{{@}} Mettre la réponse ....................
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{{@}} La valeur maximale d'une tension alternative est la valeur maximale mesurée par un oscilloscope. Elle a pour unité le volt ( V ) et pour symbole Umax. La valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale est 311.127 V.  
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{{collapse top|left=true|Comment déterminer la valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
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{{@}} La valeur maximale d'une tension alternative est la valeur maximale mesurée par un oscilloscope. Elle a pour unité le volt ( V ) et pour symbole Umax.
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                                Umax = √ 2 x Ueff
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                    avec:
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                        - Umax : valeur maximale en volt (V)
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                        - Ueff : valeur efficace en volt (V)
  
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La valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale est Umax = √ 2 x Ueff =  √ 2 x 220 = 311.127 V.  
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La fréquence correspond au nombre de fois qu’un phénomène se reproduit dans le temps. Appliquée à l’électricité, elle se mesure en hertz (Hz).
 
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En Europe, le transport de l'électricité s'effecte en courant alternatif de 50 hertz ( Hz ). Comme la consommation et la production d'électricité changent en permanence, la fréquence varie continuellement. En Amérique du Nord, par exemple, la fréquence est de 60 hertz.
 
 
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{{collapse top|left=true|Comment déterminer la valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
 
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{{@}} Mettre la réponse ....................
 
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{{collapse top|left=true|Quelle est la relation entre valeur maximale et valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
 
{{collapse top|left=true|Quelle est la relation entre valeur maximale et valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
 
{{@}} Mettre la réponse ....................
 
{{@}} Mettre la réponse ....................
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==Les caractéristiques d'un courant alternatif ==
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La valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale est 5 V. Quelle est la valeur efficace de cette tension? 12) Sur quel appareil peut-on mesurer la tension efficace d'un courant alternatif?
 
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{{@}} Mettre la réponse ....................
 
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{{@}} Mettre la réponse ....................
 
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{{collapse top|left=true|Quelle est la relation entre valeur maximale et valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?}}
 
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{{@}} Lien entre valeur efficace et valeur maximale Les valeurs efficace et maximale d'une tension alternative sinusoïdale sont liées par la relation : Umax = √ 2 x Ueff
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{{collapse top|left=true|Comment mesure-t-on un courant alternatif ?}}
 
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== Les questions scientifiques socialement vives ==
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{{collapse top|left=true| Comment économiser la facture d'électricité?}}
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limiter le gaspillage électrique : concept implicite
 
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= Mettre une thématique 5 ==
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{{collapse top|left=true|Malgré l’intérêt des énergies à sources renouvelables, pourquoi certains pays ne sont pas engagés dans cette perspective jusqu'aujourd’hui ? }}
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{{collapse top|left=true|Malgré l’intérêt des voitures électriques , pourquoi certaines personnes achètent des voitures à essence ou Diesel jusqu'aujourd’hui ? }}
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== Resources ==
 
== Resources ==
 
{{collapse top|left=true|Différentes Resources}}
 
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<!-- ****************** Commercez les modifications *********************-->
 
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* ..................                                               
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* https://fr.wikipedia.org/wiki/Courant_%C3%A9lectrique                                               
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* ..................
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* https://www.frizbiz.com/fr/articles/quels-types-courants-existe-t-il
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* ..................                                               
+
* https://izi-by-edf.fr/blog/electricite-courant-alternatif/                                               
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* ..................                                               
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}}<!-- ************* Fin Fiche Didactique Bibliographie *************** -->
 
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Version actuelle datée du 8 février 2023 à 05:27


Fiches Question - Réponse
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Histoire de science

Préparer, en petit groupe, un exposé sur l’électricité utilisée pour l'éclairage des villes en 19ème siècle?


Blue-circle-target.png https://www.youtube.com/watch?v=fw6esE2aUoQ

Les caractéristiques de tension alternatives

En se basant sur la figure.1 suivante, expliquer à ton ami quelle source d'alimentation (continu ou alternative) utilise-t-on pour allumer une lampe?
  • Prise murale JF 16.png

  • Figure.1

  • Batterie JF 16.png


Blue-circle-target.png . 

- La tension de prise murale est caractérisée par une tension égale à 220V et une fréquence égale à 50Hz. Elle possède, donc, une période ayant une alternance positive et une alternance négative.C'est une tension alternative.

  • Symbole tension alternative sinusoïdale 

- La tension de batterie est caractérisée par une tension égale à 19V et une capacité la capacité de 9AH qui représente la quantité d'électricité qui peut être délivrée pendant une heure à un courant de 9 ampères. C'est une tension continu.

  • Symbole tension continu 

- La lampe électrique est caractérisée par 220V la tension qui peut la supportée sous une fréquence de 50Hz. Elle consomme une puissance de 70W.

- La tension de la batterie est inférieure à celle de lampe, elle ne va pas s'allumer convenablement on dit qu'elle est sous alimentée.

- La tension de la prise murale est égale à la tension qui peut supportée la lampe, elle ne va pas être grillée elles sont aussi de même fréquence.

- Un récepteur électrique doit être alimenter par une tension ayant les même caractéristiques et même nature, donc la lampe ne peut être alimenter que par la tension de la prise
Préciser la différence entre le symbole de tension continu et tension alternative?


Blue-circle-target.png

  • Les symboles utilisés pour représenter la tension continue (DC) et la tension alternative (AC) sont généralement différents, ils sont basés sur des conventions des normes internationales.
 - Pour la tension continu, elle est symbolisée par deux traits en parallèle l'un plus long que l'autre. Le plus long est associé par un signe + pour désigner la borne positive et le trait le plus court est associé par un signe - pour désigner la borne négative. Ce symbole indique que la polarité des bornes est fixe et que le courant électrique circule dans une seule direction. Seule la valeur efficace de la tension est mentionnée au prés de ce symbole avec une flèche dirigée toujours de la borne - vers la borne +;

  • Symbole tension continu 

 - Pour la tension alternative sinusoïdale, elle est symbolisée par cercle associé par une sinusoïde au milieu pour indiquer que la tension varie en fonction du temps: elle possède deux alternances de directions différentes. La valeur efficace de la tension est mentionnée au prés de ce symbole avec une flèche en indique sa fréquence en Hertz 50Hz.

  • Symbole tension alternative sinusoïdale

En petit groupe, formuler un paragraphe récapitulant les caractéristiques d'une tension alternative sinusoïdale en utilisant les vocabulaires suivants? 
alternatif, valeur maximale, valeur efficace, période, pulsation propre, fréquence, valeur instantanée.


Blue-circle-target.png La tension alternative sinusoïdale possède une alternance positive et alternance négative sur une période T. Ce signal se répète à une fréquence f de 50Hz et ayant une pulsation propre ω. L'expression instantanée u(t) est exprimée par la formule suivante: 

                         u(t) = UMax.sin(ω.t+φ)  
            Avec :
                  - u(t) : valeur instantanée en (V) ;
                  - UMax : Valeur maximale en (V) ;
                  - t : le temps en secondes (s) ;
                  - ω : la pulsation en radians/seconde (rad/s).
                  - φ: la phase à l’origine ;
Cocher la bonne réponse en justifiant votre choix: Si vous aviez à comparer la vitesse moyenne de déplacement des électrons dans le circuit électrique, elle serait du même ordre de grandeur que: 
    - La vitesse de la lumière;
    - La vitesse du son;
    - La vitesse d’une voiture;
    - La vitesse de marche d’un homme; 
    - La vitesse d’un escargot.


Blue-circle-target.pngSi vous aviez à comparer la vitesse moyenne de déplacement des électrons dans le circuit électrique, elle serait du même ordre de grandeur que la vitesse d’un escargot. La vitesse des électrons dans un conducteur est relativement trés faible.

En petit groupe, compléter le montage nécessaire permettant d'allumer la lampe, puis déduire combien de fils conducteurs on doit utiliser pour l'allumer

  • cas 1

  • cas 2

  • cas 3

  • cas 4


Blue-circle-target.png Pour allumer une lampe électrique, il faut deux fils conducteurs pour obtenir un circuit fermé.

Parmi les trois montages, choisir lequel qui correspond à la bonne luminosité des lampes en introduisant une résistance entre eux

  • Montage 1

  • Montage 2

  • Montage 3


Blue-circle-target.png Lorsque on introduit une résistance dans un circuit électrique la luminosité diminue au niveau des deux lampes. Le montage 3 est correcte.

Conclure sur la quantité du courant avant et aprés la résistance introduite dans le montage 3 précédant


Blue-circle-target.png Le courant avant la résistance est égale au courant aprés la résistance.

En petit groupe, préciser la figure qui corresponde au bon endroit de la résistance afin de protéger la lampe d'un courant fort 
    - Courant continu
  • Lampe JF 4.png

  • Figure 3

  • Figure 4 

    - Courant alternatif
  • Lampe JF 1.png

  • Figure 1

  • Figure 2


Blue-circle-target.png

Expliquer à ton amis, la tension de la prise murale utilisée pour allumer la lampe de ta chambre est-elle continu ou alternative


Blue-circle-target.png

En petit groupe, comparer en analysant le mouvement des électrons dans un circuit électrique ouvert et dans un circuit électrique fermé


Blue-circle-target.png

Réaliser les expériences suivantes, interpréter puis conclure sur l'influence de la propriété de conduction du courant électrique par rapport aux couleur des fils électriques

  • Expérience 1

  • Expérience 2

  • Expérience 3

  • Expérience 4


Blue-circle-target.png

Expliquer à tes amis qu'une convention de couleur des fils conducteurs est respectée dans une installation domicile


Blue-circle-target.png

Relier par une flèche les termes suivants afin de préciser ce qui assure chaque appareil de protection 
       - Disjoncteur magnétothermique
       - Prise de terre                      - Protection de personnes 
       - fusible                             - Protection des biens
       - Disjoncteur différentiel


Blue-circle-target.png

Dans une installation électrique domicile, explique pourquoi les prises du salon et des chambres à coucher sont différents par rapport aux prises utilisés dans la cuisine


Blue-circle-target.png Il existe deux types de prises électriques certain ayant deux trous d'autre trois trous. Les prises à deux trous sont généralement utilisées dans le salon et les chambres à coucher puisqu'on n'a pas risque d'avoir un défaut d'isolement et on n'utilise pas des appareils à carcasse métallique . Cependant, les prises à trois trous sont utilisées souvent dans la cuisine et la salle de bain. Les appareils utilisés ont une carcasse métallique et on a un risque d'avoir un choc électrique à cause de défaut d'isolement c'est pour cela on doit relier la prise au fil de terre.

Le courant électrique est -il dangereux


Blue-circle-target.png

Quelle est la différence entre circuit résistif et circuit inductif


Blue-circle-target.png

Expliquer à tes amis comment économiser la facture de l'électricité


Blue-circle-target.png

Discuter, en petit groupe: Un moteur convertie toujours l'énergie électrique en une énergie mécanique de rotation


Blue-circle-target.png

Comparer la nature de tension obtenue avant et aprés une diode placée dans un circuit électrique fermé alimenté par une tension alternative


Blue-circle-target.png Avant la diode, la tension est redressé. elle possède une seule alternance c.à.d. avec une polarité unidirectionnelle qui ne change plus. La présence de la diode agit dur tout le montage. à cause du raisonnement séquentiel. Le circuit électrique est perçu d’une façon très locale. Il n’y a pas rétroaction de l’aval sur l’amant. La majorité des apprenant n’ont pas une vue systémique de ce dernier

Courant électrique

Qu'est ce qu'un courant électrique ?


Blue-circle-target.png Un courant électrique est un mouvement d'ensemble de porteurs de charges électriques, généralement l'électron , au sein d'un matériau conducteur. Ces déplacements sont imposés par l'action de la force électromagnétique, dont l'interaction avec la matière est le fondement de l'électricité.

Le courant électrique se crée , donc, par le déplacement d’électrons libres dans un corps conducteur. En fonction de la direction que prennent ces électrons, on parle de courant continu ou de courant alternatif.

https://www.youtube.com/watch?v=14DTVr9rbIk

Quelles sont les différents types de courant électrique ?


Blue-circle-target.pngLe courant électrique est produit par le déplacement d’électrons dans un milieu conducteur sous l’impulsion d’une tension électrique.En fonction de la direction que prennent ces électrons, on parle de: 

            - Courant continu;
            - Courant alternatif.
Qui a découvert le courant continu ?


Blue-circle-target.pngEn 1882, Tomas Edison (figure1), a inventé et mis en œuvre la première centrale à charbon destinée à la production du courant électrique continu (DC). Ce courant, bien qu’il ait été utilisé dans l’éclairage des cités entières dans certaines villes Américaines, il a été : 

            -  distribué à des courtes distances ;
            -  produit, transporté et consommé avec le même voltage.
Qui a découvert le courant alternatif ?


Blue-circle-target.pngEIngénieur en électromécanique, le serbe Nikola Tesla (figure 1) a travaillé avec Tomas Edison. Il lui a proposé l’idée de produire une autre forme du courant électrique qui comble les inconvénients du courant continu.

En 1885, Nicola Tesla, s’est séparé de Tomas Edison et s’est mis au service de George Westinghouse, ingénieur entrepreneur Américain. Ils ont adopté le courant alternatif (AC) pour le transport à des longues distances et la distribution de l’électricité.

Quelle est la différence entre courant continu et courant alternatif ?


Blue-circle-target.png le courant continu circule dans un seul sens, du pôle positif vers le négatif (ou d’une borne négative vers la positive). Ce type de courant est produit par l’activité chimique d’un générateur, comme une pile ou une batterie. Il peut aussi être produit par un effet photoélectrique qui est généré par des panneaux photovoltaïques.


Blue-circle-target.pngLe courant alternatif circule dans les deux sens du circuit. Concrètement, cela veut dire que les électrons suivent un mouvement de va-et-vient sur une distance de l’ordre du millième de millimètre. Ils oscillent, c’est pourquoi on dit que le courant alternatif est sinusoïdal.

Comment mesurer un courant électrique ?


Blue-circle-target.pngPour mesurer l'intensité du courant on utilise un ampèremètre ou un multimètre en mode ampèremètre. L'ampèremètre est toujours branché en série avec le récepteur du circuit électrique.

Utilisation: 

 - Choisir le type AC ou DC selon la nature du courant électrique à mesurer ;
 - Placer le commutateur sur son calibre maximal ;
 - Brancher l'ampèremètre en série avec le dipôle à étudier en utilisant des cordons électriques sécurisés ;
 - Mettre sous tension le montage où l'ampèremètre est branché ;
 - Manipuler le calibre afin que l’aiguille se positionne dans la partie droite de l’écran ;
 - Relever les valeurs et calculer la tension électrique mesurée par l’expression : 
                        U= (CxL)/E
            avec: 
                 - U: Tension électrique en (V);
                 - C: Calibre;
                 - L: Lecture;
                 - E: Echelle.

https://www.youtube.com/watch?v=5XzxIbNc6Ms

Quelle est relation entre tension et courant électrique ?


Blue-circle-target.png La tension électrique ( U ) et le courant électrique ( I ) sont des termes très différents et sont mieux connus par la tension et le courant.

La loi d'Ohm en référence au physicien allemand Georg Ohm (1789-1854) définie une relation entre Tension, Courant et Résistance. Elle s'écrit: 

                            U = R × I 
            avec:
                  - U : tension aux bornes de la résistance, en volt ( V );
                  - I : intensité qui traverse la résistance, en ampère ( A );
                  - R : résistance, en Ohm ( Ω ).

Tension électrique

Qu'est ce qu'une tension électrique ?


Blue-circle-target.pngLa tension électrique ( notée U ) est une grandeur qui représente la circulation du champ électrique le long d'un circuit. Elle mesure la quantité d’énergie qui peut être transférée vers ou depuis un circuit électrique. Contrôlement aux autres unités de mesure de l’électricité, l’unité « volt » doit son nom à Alessandro Volta. La définition de la tension électrique a aussi une autre appellation. Elle peut être aussi appeler une différence de potentiel. Le terme « tension électrique » a été inventé par Benjamin Thompson en 1852.

Quelles sont les différents types de tension électrique ?


Blue-circle-target.png 

             - continu;
             - alternatif.
Comment se produit une tension électrique alternative ?


Blue-circle-target.pngLa production d’électricité est assurée par les centrales nucléaires, ainsi que par les énergies fossiles ( carbone, gaz, fioul ) et, de plus en plus, par les énergies renouvelables ( solaire, éolien, bioénergies ).

La production industrielle de la tension éléctrique est assurée par des alterneurs. Un alternateur est constitué d'un stator fixe entourant un rotor mobile autour d'une hache. Les alternateurs des centrales électriques fonctionnent sur le même principe. Le rotor, constitué d'électroaimants, tourne dans la stator, constitué de bobines montées en série. La vitesse de rotation du rotor est adaptée pour obtenir une tension alternative de fréquence 50Hz.

Que signifie les notions phase et neutre ?


Blue-circle-target.png La phase et le neutre sont les deux conducteurs principaux qui assurent le bon fonctionnement du circuit électrique. La phase est le conducteur qui permet d’apporter le courant nécessaire pour alimenter les appareils électriques. Mais, il faut faire attention car il s’agit d’un fil grave qui présente plus de danger que les autres. Pour ceci, il est important de savoir comment différencier entre la phase et le neutre pour éviter tous risques.

Les fils électriques se distinguent l’un des autres par leurs couleurs. Généralement, chaque habitation est équipée de 3 conducteurs électriques. En fait, chaque fil répond à un code de couleur bien précis : Le rouge ou autre couleur sombre ( noir, marron, etc...) est la couleur de fil de phase ; Le bleu est la couleur de fil du neutre ; Le jaune et le vert sont les couleurs de fil de terre.

Comment mesurer une tension électrique ?


Blue-circle-target.pngPour mesurer la tension on utilise un ampèremètre ou un multimètre en mode voltmètre. Le voltmètre est toujours branché en parallèle avec deux points A et B d'un circuit électrique.

Utilisation: 

 - Choisir le type AC ou DC selon la nature de la tension électrique à mesurer ;
 - Placer le commutateur sur son calibre maximal ;
 - Brancher le voltmètre en parallèle avec le dipôle à étudier en utilisant des cordons électriques sécurisés ;
 - Mettre sous tension le montage où le voltmètre est branché ;
 - Manipuler le calibre afin que l’aiguille se positionne dans la partie droite de l’écran ;
 - Relever les valeurs et calculer la tension électrique mesurée par l’expression : 
                        U= (CxL)/E
            avec: 
                 - U: Tension électrique en (V);
                 - C: Calibre;
                 - L: Lecture;
                 - E: Echelle.

https://www.youtube.com/watch?v=dIyHpEsdv4k

Quelles sont les différents types de réseaux de tension électrique ?


Blue-circle-target.png 

                 - monophsé
                 - triphsé

Courant alternatif

Qu'est ce qu'un courant alternatif ?


Blue-circle-target.png Un courant est dit alternatif lorsqu'il circule alternativement dans une direction puis dans l'autre à intervalles réguliers appelés cycles ou période. Il est produit par la rotation d'un alternateur. https://www.youtube.com/watch?v=14DTVr9rbIk

A quoi sert un courant alternatif ?


Blue-circle-target.png Le courant alternatif est généralement celui que l'on utilise dans les foyers pour l'éclairage, le chauffage, la cuisine, etc

Pourquoi le courant alternatif varie en fonction du temps ?


Blue-circle-target.png La tension alternative varie en fonction du temps suivant une courbe appelée sinusoïde. Cette allure est due au principe de fonctionnement de l'alternateur qui crée une alternance positive suivie d'une alternance négative durant un tour de l'alternateur. La tension alternative sinusoïdale donne naissance à un courant électrique de même nature appelé courant alternatif sinusoïdal.

Quel est l'avantage du courant alternatif ?


Blue-circle-target.png Mettre la réponse .................... ........................................

Tension alternative

Qu'est ce qu'une tension alternative ?


Blue-circle-target.png La tension est désignée par la lettre (u minuscule ou majuscule U selon la signification). Son unité est V (Volts). L’origine de cette unité est l’inventeur de la pile électrique, le physicien chimiste Alessandro Volta.

https://www.britannica.com/biography/Alessandro-Volta

A quoi sert une tension alternative ?


Blue-circle-target.png La tension alternative monophasée est généralement celle qui l'on utilise dans les foyers pour l'éclairage, le chauffage, la cuisine, etc

Pourquoi la tension alternative varie en fonction du temps ?


Blue-circle-target.png La tension alternative varie en fonction du temps suivant une courbe appelée sinusoïde. Cette allure est due au principe de fonctionnement de l'alternateur qui crée une alternance positive suivie d'une alternance négative durant un tour de l'alternateur. La tension alternative sinusoïdale donne naissance à un courant électrique de même nature appelé courant alternatif sinusoïdal.

Quel est l'avantage de la tension alternative ?


Blue-circle-target.pngL'utilisation de la tension alternative présente les avantages suivants: 

              - Il est possible d'augmenter ou de diminuer la tension ou la tension au moyen de transformateurs.
              - Il facilite le transport de l' électricité électrique avec peu de perte d'énergie.
              - Il peut être facilement converti en tension continu.
              - En augmentant sa fréquence électroniquement, la voix, l'image, le son et les commandes de contrôle peuvent être transmises sur de longues distances, sans fil.
              - Les moteurs électriques et générateurs de ce type de tension sont plus simples et plus faciles à entretenir.
Quelles sont les différents type de tension alternative ?


Blue-circle-target.png Le courant alternatif circule dans les fils conducteurs suivant deux modes d'alimentation : le courant monophasé et le courant triphasé. Ces deux courants alternatifs dépendent de type de tension définis par le principe de phase et neutre (tension monophasé: réseau monophasé)) et par le principe de trois phases et neutre (tension triphasé: réseau triphasé), contrairement au courant continu qui est déterminé par la borne positives et la borne négative.

Quelle est la différence entre la tension continue et tension alternative ?


Blue-circle-target.png La source d'une tension continu est caractérisée par une borne positive noté " + " et une borne négative noté " - ". La valeur de la tension continu est constante en fonction du temps. Alors que la source d'une tension alternative n'est pas polarisée, elle est caractérisée par une phase et un neutre. Elle varie en fonction du temps et elle possède une alternance positive et une alternance négative pendant une période du temps T

Comment la différence de potentielle donne naissance à un courant ?


Blue-circle-target.png

Les caractéristiques d'une tension alternative monophasée

Quelle sont les caractéristiques d'une tension alternative ? 
La tension disponible entre les bornes d'une prise électrique est appelée «tension du secteur». La STEG nous fournit une tension alternative sinusoïdale 220V~ 50Hz  caractérisée par :

            - sa forme sinusoïdale ~  liée à la fonction trigonométrique sinus ;
            - sa valeur efficace 220V;
            - sa fréquence 50Hz ;
            - sa périodicité (la répétition) ;
Que signifie expression instantanée d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.png Ayant une allure sinusoïdale, l’expression instantanée de la tension électrique est : 

                         u(t) = UMax.sin(ω.t+φ)  
            Avec :
                  - u(t) : valeur instantanée en (V) ;
                  - UMax : Valeur maximale en (V) ;
                  - t : le temps en secondes (s) ;
                  - ω : la pulsation en radians/seconde (rad/s).
                  - φ: la phase à l’origine ;
Qu'appele-t-on une période d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.png On appelle période, l’intervalle du temps, en secondes, pendant lequel, un signal se reproduit identiquement à lui-même. Une période est désignée par (T). Son unité est secondes (s). La période est l'inverse de la fréquence. Son expression est: 

                          T= 1/f
           avec:
                 - f: fréquence en Hertz (Hz)et exprimée en secondes (s);
                 - T: période en secondes (s)
Qu'est ce qu'un fréquence de la tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.pngLa fréquence est désignée par (f). Son unité est Hz, (se lit Hertz). La fréquence est le nombre de périodes par seconde. Son expression est : 

                          f= 1/T
           avec:
                  - T: période en secondes (s)
                  - f: fréquence en Hertz (Hz)

Cette unité (Hz) est liée au nom de l’ingénieur physicien « Heinrich Rudolf Hertz » en hommage pour sa découverte des ondes hertziennes. 

                         Image:Heinrich Rudolf Hertz.png|Heinrich Rudolf Hertz JF1
  • Heinrich Rudolf Hertz 1.jpg

    Heinrich Rudolf Hertz JF1

La fréquence correspond au nombre de fois qu’un phénomène se reproduit dans le temps. Généralement, le transport de l'électricité s'effectue en tension alternative de 50 hertz ( Hz ). Comme la consommation et la production d'électricité changent en permanence, la fréquence varie continuellement. En Amérique du Nord, par exemple, la fréquence est de 60 hertz.

Qu'est ce qu'une pulsation d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.png La pulsation angulaire est désignée par (ω). Son unité est rad/s, (se lit : radians par seconde). Elle représente la vitesse angulaire du courant ou de la tension électriques. Elle est liée à :

- la période T par la relation: 

                                   ω = 2π/T 
                avec: 
                     - ω : pulsation en radion per secondes (rad/s)
                     - T : période en secondes (s)

- la fréquence f par la relation : 

                                   ω = 2πf 
                 avec: 
                     - ω : pulsation en radion per secondes (rad/s)
                     - f : fréquence en Hertz (Hz)
Qu'est ce que la valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.pngLa tension efficace est désignée par U. Son unité est V (Volts). La valeur efficace d'une tension variable au cours du temps correspond à la valeur d'une tension continue qui produit un échauffement identique dans une même résistance pendant le même intervalle du temps. La tension efficace est liée à la tension maximale par la relation suivante : 

                               Ueff = Umax / √ 2  
                 avec: 
                      - Ueff : valeur efficace en volt (V) 
                      - Umax : valeur maximale en volt (V)
Comment mesurer la valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.pngLa valeur efficace d’une tension électrique alternative est mesurée à l’aide des appareils de mesures (figure) : 

                            - voltmètre analogique ;
                            - multimètre analogique ;
                            - multimètre numérique.
Comment déterminer la valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.png La valeur maximale d'une tension alternative est la valeur maximale mesurée par un oscilloscope. Elle a pour unité le volt ( V ) et pour symbole Umax. La valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale est 311.127 V.

Comment déterminer la valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.png La valeur maximale d'une tension alternative est la valeur maximale mesurée par un oscilloscope. Elle a pour unité le volt ( V ) et pour symbole Umax. 

                                Umax = √ 2 x Ueff 
                   avec: 
                       - Umax : valeur maximale en volt (V) 
                       - Ueff : valeur efficace en volt (V)

La valeur maximale d'une tension alternative sinusoïdale est Umax = √ 2 x Ueff = √ 2 x 220 = 311.127 V.

Quelle est la relation entre valeur maximale et valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.png Mettre la réponse .................... ........................................

Comment mesurer la valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.png Mettre la réponse .................... ........................................

Par quel appareil peut-on mesurer la valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.png Mettre la réponse .................... ........................................

Quelle est la relation entre valeur maximale et valeur efficace d'une tension alternative sinusoïdale ?


Blue-circle-target.png Lien entre valeur efficace et valeur maximale Les valeurs efficace et maximale d'une tension alternative sinusoïdale sont liées par la relation : Umax = √ 2 x Ueff

Comment mesure-t-on un courant alternatif ?


Blue-circle-target.png


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Pour citer cette page: (alternatif: Questions / Réponses) 

ABROUGUI, M & al, 2023. Courant alternatif: Questions / Réponses. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/Courant_alternatif:_Questions_/_R%C3%A9ponses>, consulté le 21, novembre, 2024



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