Capacité : Connaître les fonctions du type Asin(ωt+φ).
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Énoncé
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À l'aide d'un oscilloscope, on peut visualiser ci‑après la tension sinusoïdale, en volt, délivrée par un générateur de basses fréquences (GBF) au cours du temps, en seconde. Après une courte étude de son installation, un technicien donne l'expression algébrique de cette fonction : u(t)=2sin(32πt+6π)
Problématique
Problématique : Quelles sont les différentes grandeurs qui composent cette fonction ?
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Questions
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1
a. Réaliser
Repérer les points A, B et C d'abscisses respectives 1, 4 et 7 appartenant à la courbe.
b. Analyser/Raisonner
Que remarque‑t‑on ? Le démontrer par le calcul.
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2
Analyser/Raisonner
À quelle fréquence a été réglé le GBF ?
Aide
La fréquence, en hertz, est donnée par la formule T1, où T est la période du signal en seconde.
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le fichier GeoGebra où est représentée la fonction f définie par f(t)=Asin(ωt+φ). Faire varier les curseurs A, ω et φ pour observer le changement d'allure de la courbe.
GeoGebra
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b. Analyser/Raisonner, Communiquer
Décrire l'influence de chacune des grandeurs A, ω et φ sur la courbe représentative de f.
Dans une fonction du type Asin(ωt+φ), A représente l'amplitude, ω représente la pulsation et φ représente la phase à l'origine.
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4
a. Analyser/Raisonner
Afficher, sur le fichier GeoGebra, la fonction u donnée dans l'énoncé.
Quelles sont les conditions pour que u et f soient en phase ? En opposition de phase ?
b. Réaliser
Compléter les deux tableaux ci‑dessous en donnant des valeurs de A, ω et φ pour que u et f soient en phase et en opposition de phase.
A
ω
φ
u(t)
2
32π≃2,1
6π(30∘)
f(t)
A
ω
φ
u(t)
2
32π≃2,1
6π(30∘)
f(t)
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5
Réaliser
Pour chaque situation (phase et opposition de phase), calculer la différence de phase φu−φf en degré puis en radian.
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À retenir
Une tension sinusoïdale s᾽écrit sous la forme u(t)=Usin(ωt+φ) où
U est la tension maximale, ω est la pulsation telle que ω=T2π=2πf (T est la période en seconde et f la fréquence du signal en hertz) et φ est la phase à l'origine en radian.