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Production d’une tension alternative
Cours de physique-chimie de 4e (courants et tensions alternatifs), suivant la progression du programme MENA de Côte d’Ivoire : un résumé vidéo narré d’une minute, une simulation à manipuler, un défi chronométré et un quiz corrigé.
À retenir
- Quand un aimant bouge près d’une bobine (ou une bobine près d’un aimant), une tension apparaît aux bornes de la bobine. Sans mouvement, pas de tension.
- Quand l’aimant tourne devant la bobine, la tension change de signe à chaque demi-tour : c’est une tension alternative. Visualisée à l’oscilloscope, elle est sinusoïdale.
- Un alternateur (dynamo de vélo, centrale électrique) produit une tension alternative en faisant tourner un aimant devant des bobines.
- Pour un aimant à deux pôles, la fréquence f (en hertz) est égale au nombre de tours par seconde. La tension maximale augmente avec la vitesse et le nombre de spires.
- Lecture à l’oscilloscope : U max = nombre de divisions × sensibilité (V/div) ; T = nombre de divisions × balayage (ms/div) ; f = 1 / T.
Quiz : teste-toi
1. Que faut-il pour produire une tension avec un aimant et une bobine ?
- Que l’aimant soit très gros
- Que l’aimant bouge par rapport à la bobine
- Que la bobine soit chaude
- Qu’il y ait une pile
Réponse : Que l’aimant bouge par rapport à la bobine. C’est le mouvement relatif de l’aimant et de la bobine qui crée la tension.
2. Une tension alternative est une tension qui…
- reste toujours positive
- change de signe au cours du temps
- est toujours nulle
- augmente sans arrêt
Réponse : change de signe au cours du temps. Elle est tantôt positive, tantôt négative.
3. Un alternateur fait 30 tours par seconde (aimant à 2 pôles). La fréquence de la tension est :
- 15 Hz
- 30 Hz
- 60 Hz
- 3 Hz
Réponse : 30 Hz. f = nombre de tours par seconde = 30 Hz.
4. Sur l’oscilloscope (2 V/div), une crête monte à 2,5 divisions. U max vaut :
- 2,5 V
- 4,5 V
- 5 V
- 0,8 V
Réponse : 5 V. U max = 2,5 div × 2 V/div = 5 V.
5. Si l’aimant tourne deux fois plus vite :
- f et U max doublent
- seule f double
- rien ne change
- f est divisée par 2
Réponse : f et U max doublent. La fréquence double, et la tension maximale aussi (elle est proportionnelle à la vitesse).