Période et fréquence d'une tension alternative périodique
Période du signal
La période d'une tension alternative est le temps qu'il faut pour décrire une fois le signal en entier avant qu'il ne se reproduise à l'identique (on parle d'"un motif" du signal ou encore d'un "signal élémentaire"). Son symbole est la lettre T (c'est un temps), on la mesure en seconde (on utilise souvent la milliseconde (1ms = 1/1000 s = 1x10-3 s) et la microseconde (1μs = 1/1 000 000 s = 1x 10-6 s).
Remarque
Sur l'oscilloscope, on peut lire le calibre correspondant à la vitesse du balayage en seconde (ms ou μs) par carreaux ou divisions. En multipliant le nombre de carreaux nécessaires à décrire le signal en entier par ce calibre, on obtient la période de ce signal.
Exemple
Ici, il faut quatre carreaux (ou divisions) pour décrire le signal en entier et le calibre indique 5 ms/div, notre période vaut donc :
T = 4x5 = 20 ms
Fréquence du signal
La fréquence (f) d'une tension alternative périodique est le nombre de fois que le signal se répète en une seconde. Elle se calcule en prenant l'inverse de la période du signal.
f = 1/T
Cette fréquence s'exprime en hertz (Hz) lorsque la période T est en secondes.
Exemple
Avec notre période T = 20 ms donc T = 20/1000 = 0,02 s (ou 20x10-3 s), on obtient :
f = 1/T = 1/0,02 = 50 Hz
(il s'agit de la fréquence de la tension délivrée par les distributeurs d'électricité,
cela veut dire que ce signal se répète 50 fois par seconde !)
Bonus : fréquences des notes de musique (www.pccl.fr)
Tension maximale et tension efficace
Tension maximale
La valeur la plus élevée qu'atteind une tension alternative périodique est sa tension maximale notée Umax. Comme toute tension, elle s'exprime en volt (V).
Remarque
Comme pour l'échelle de temps, on peut lire le calibre de l'axe vertical en volts par division sur l'oscilloscope. En multipliant le nombre de carreaux entre l'axe horizontal (U = 0 V) et le sommet de la courbe par le calibre, on obtient la valeur de cette tension maximale.
Exemple
Ici, on a quatre carreaux entre le "zéro" et un sommet de la courbe, le calibre indiqué est de 1 volt par carreau (1 V/div), notre tension maximale vaut donc :
Umax = 4 x 1 = 4 V
Tension efficace
La valeur efficace d'une tension alternative correspond à la valeur de la tension continue qu'il faudrait appliquer aux bornes d'une lampe à incandescence pour qu'elle éclaire avec la même luminosité. Cette valeur, notée Ueff, est inférieure à la valeur maximale de la tension. Pour une tension alternative de forme sinusoïdale, elle se calcule grâce à la formule :
Ueff = Umax / √2 (lire Umax divisé par racine de 2)
Exemple
Avec l'exemple ci-dessus, on obtient :Ueff = Umax / √2 = 4 / √2 = 2,83 V
(La valeur de la tension efficace délivrée par les distributeurs d'électricité est Ueff = 230 V)
Utilisation de l'oscilloscope en vidéo sur PPCL
on visualise l'ensemble pour une tension alternative périodique sinusoïdale (www.pccl.fr)