QCM : Courants alternatifs sinusoïdaux (10 questions)

Question 1

1. Un oscilloscope est relié à deux points de mesure d’un circuit afin de suivre deux tensions au cours du temps. Comment ses voies permettent-elles cette mesure ?

Deux voies mesurent les tensions par rapport à une masse commune.

Une voie mesure les deux tensions successivement par rapport à une masse commune.

Deux voies mesurent les tensions par rapport à deux masses distinctes.

Deux voies mesurent les tensions sans référence à une masse.

Explication

Les deux voies permettent de mesurer simultanément deux tensions référencées à la même masse. Deux masses distinctes confondent la référence commune avec des références séparées, une voie unique implique une mesure successive, et l’absence de référence omet le rôle de la masse.

Answer

Deux voies mesurent les tensions par rapport à une masse commune.

Question 2

2. Pour observer à l’oscilloscope une tension comprenant une composante continue et des variations lentes, quel mode faut-il sélectionner afin de conserver le signal complet ?

Le mode DC, qui supprime la composante continue.

Le mode GND, qui conserve le signal complet.

Le mode DC, qui conserve le signal complet.

Le mode AC, qui conserve le signal complet.

Explication

Le mode DC affiche l’intégralité du signal, tandis que le mode AC élimine les composantes de basse fréquence, dont la tension continue. Le mode GND affiche une valeur nulle ; croire qu’AC conserve les basses fréquences inverse son effet, et croire que DC supprime la composante continue confond les deux modes.

Answer

Le mode DC, qui conserve le signal complet.

Question 3

3. Une tension sinusoïdale a une période de $0{,}020\,\text{s}$ et une phase initiale nulle. Quelle expression décrit sa pulsation et la forme de sa tension instantanée ?

\omega=\frac{2\pi}{T}=100\pi\,\text{rad·s}^{-1}

et

u(t)=U\cos(100\pi t)

\omega=\frac{T}{2\pi}=\frac{1}{100\pi}\,\text{rad·s}^{-1}

et

u(t)=U\cos(\frac{t}{100\pi})

\omega=\frac{1}{T}=50\,\text{rad·s}^{-1}

et

u(t)=U\cos(50t)

\omega=\frac{2\pi}{T}=100\pi\,\text{rad·s}^{-1}

et

u(t)=U\cos(100\pi t+\pi)

Explication

La pulsation vérifie $\omega=\frac{2\pi}{T}$ ; avec $T=0{,}020\,\text{s}$ , on obtient $100\pi\,\text{rad·s}^{-1}$ , puis la phase initiale nulle donne $u(t)=U\cos(100\pi t)$ . La deuxième réponse inverse la relation, la troisième utilise la fréquence au lieu de la pulsation, et la dernière ajoute une phase initiale non donnée.

Answer

$$\omega=\frac{2\pi}{T}=100\pi\,\text{rad·s}^{-1}$$ et $$u(t)=U\cos(100\pi t)$$

Question 4

4. Un voltmètre est réglé en position AC pour mesurer une tension sinusoïdale. Quelle grandeur indique-t-il et comment se définit-elle ?

La valeur efficace,

U_{\mathrm{eff}}=\sqrt{\langle u(t)^2\rangle}

.

La valeur moyenne,

\langle u(t)\rangle

, sur une période.

La moyenne du carré,

\langle u(t)^2\rangle

, sans racine carrée.

La valeur maximale,

U_{\max}

, de la tension.

Explication

En position AC, le voltmètre donne la valeur efficace, définie comme la racine carrée de la moyenne du carré de la tension. La valeur moyenne d’une tension sinusoïdale est nulle, omettre la racine confond valeur efficace et moyenne quadratique, et la valeur maximale n’est pas la grandeur indiquée par ce réglage.

Answer

La valeur efficace, $$U_{\mathrm{eff}}=\sqrt{\langle u(t)^2\rangle}$$.

Question 5

5. Que signifie le fait que la tension et l’intensité soient en phase dans une résistance ?

Leurs amplitudes sont égales à chaque instant, quelle que soit la résistance.

La tension atteint ses maxima un quart de période après l’intensité.

Leurs variations atteignent leurs maxima et leurs zéros aux mêmes instants.

La tension atteint ses maxima un quart de période avant l’intensité.

Explication

Être en phase signifie que la tension et l’intensité ont la même évolution temporelle, avec des maxima et des passages par zéro simultanés. Un décalage d’un quart de période caractérise plutôt le comportement d’un condensateur ou d’une bobine.

Answer

Leurs variations atteignent leurs maxima et leurs zéros aux mêmes instants.

Question 6

6. Pour un condensateur soumis à un signal sinusoïdal, quelle expression donne l’impédance en fonction de sa capacité $C$ et de la pulsation $\omega$ ?

Z=C\omega

Z=R

Z=L\omega

Z=\frac{1}{C\omega}

Explication

L’impédance d’un condensateur est l’inverse du produit de sa capacité par la pulsation. L’expression $C\omega$ correspond à l’admittance capacitive, et non à l’impédance.

Answer

$$Z=\frac{1}{C\omega}$$

Question 7

7. Dans une association série résistance-condensateur, à quoi sert la méthode de Fresnel pour représenter les grandeurs sinusoïdales ?

À calculer la puissance moyenne à partir des valeurs efficaces des tensions et des courants

À déterminer la charge électrique accumulée par le condensateur au cours d’une période

À mesurer directement la tension totale du circuit sans tenir compte du déphasage

À représenter leurs amplitudes et leurs phases par des vecteurs tournants à la pulsation du signal

Explication

La méthode de Fresnel représente une grandeur sinusoïdale par un vecteur tournant dont la norme est liée à l’amplitude et dont la direction indique la phase. Elle ne mesure pas directement la tension du circuit, mais facilite la représentation des relations de phase.

Answer

À représenter leurs amplitudes et leurs phases par des vecteurs tournants à la pulsation du signal

Question 8

8. Dans un circuit série résistance-bobine, comment la tension totale se distingue-t-elle de celle d’un circuit série résistance-condensateur quant à son déphasage par rapport à l’intensité ?

Elle est en avance sur l’intensité, tandis que le déphasage correspondant dans le circuit résistance-condensateur n’est pas précisé ici.

Elle est en retard sur l’intensité, tandis que le déphasage correspondant dans le circuit résistance-condensateur est une avance.

Elle est en avance sur l’intensité, tout comme la tension totale dans le circuit résistance-condensateur.

Elle est en phase avec l’intensité, tandis que le déphasage correspondant dans le circuit résistance-condensateur est un retard.

Explication

Dans le circuit série résistance-bobine, la tension totale est indiquée comme étant en avance de phase sur l’intensité. Pour le circuit série résistance-condensateur, les données fournies donnent une relation pour le déphasage, mais ne précisent pas explicitement sa comparaison de phase avec l’intensité.

Answer

Elle est en avance sur l’intensité, tandis que le déphasage correspondant dans le circuit résistance-condensateur n’est pas précisé ici.

Question 9

9. Lorsqu’on passe l’oscilloscope en mode GND, pourquoi la trace devient-elle une droite horizontale dont on peut régler la hauteur à l’écran ?

La base de temps est suspendue, et le réglage horizontal déplace la droite.

Le signal affiché est nul, et le réglage de position verticale déplace la droite.

Les tensions des deux voies sont additionnées, et leur somme fixe la hauteur de la droite.

Les composantes continues sont amplifiées, et le réglage de gain déplace la droite.

Explication

En mode GND, l’oscilloscope affiche un signal égal à zéro ; la position verticale permet donc de placer cette trace horizontale à l’écran. Le réglage de gain modifie l’échelle verticale, mais ne déplace pas la ligne de référence comme le fait le réglage de position.

Answer

Le signal affiché est nul, et le réglage de position verticale déplace la droite.

Question 10

10. Une tension sinusoïdale a une valeur maximale de $12\,\text{V}$ . Quelle valeur efficace doit-on attendre au voltmètre en position AC ?

6\,\text{V}

, car la valeur maximale est divisée par deux.

Environ

8{,}5\,\text{V}

, car la valeur maximale est divisée par

\sqrt{2}

.

12\,\text{V}

, car la valeur efficace est égale à la valeur maximale.

Environ

17\,\text{V}

, car la valeur maximale est multipliée par

\sqrt{2}

.

Explication

Pour une tension sinusoïdale, la valeur efficace est $U_{\mathrm{eff}}=U_{\max}/\sqrt{2}$ , soit environ $8{,}5\,\text{V}$ ici. La valeur maximale et la valeur efficace ne sont donc pas égales.

Answer

Environ $$8{,}5\,\text{V}$$, car la valeur maximale est divisée par $$\sqrt{2}$$.

QCM : Courants alternatifs sinusoïdaux (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un oscilloscope est relié à deux points de mesure d’un circuit afin de suivre deux tensions au cours du temps. Comment ses voies permettent-elles cette mesure ?

2. Pour observer à l’oscilloscope une tension comprenant une composante continue et des variations lentes, quel mode faut-il sélectionner afin de conserver le signal complet ?

3. Une tension sinusoïdale a une période de $0{,}020\,\text{s}$ et une phase initiale nulle. Quelle expression décrit sa pulsation et la forme de sa tension instantanée ?

4. Un voltmètre est réglé en position AC pour mesurer une tension sinusoïdale. Quelle grandeur indique-t-il et comment se définit-elle ?

5. Que signifie le fait que la tension et l’intensité soient en phase dans une résistance ?

6. Pour un condensateur soumis à un signal sinusoïdal, quelle expression donne l’impédance en fonction de sa capacité $C$ et de la pulsation $\omega$ ?

7. Dans une association série résistance-condensateur, à quoi sert la méthode de Fresnel pour représenter les grandeurs sinusoïdales ?

8. Dans un circuit série résistance-bobine, comment la tension totale se distingue-t-elle de celle d’un circuit série résistance-condensateur quant à son déphasage par rapport à l’intensité ?

9. Lorsqu’on passe l’oscilloscope en mode GND, pourquoi la trace devient-elle une droite horizontale dont on peut régler la hauteur à l’écran ?

10. Une tension sinusoïdale a une valeur maximale de $12\,\text{V}$ . Quelle valeur efficace doit-on attendre au voltmètre en position AC ?

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QCM : Courants alternatifs sinusoïdaux (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un oscilloscope est relié à deux points de mesure d’un circuit afin de suivre deux tensions au cours du temps. Comment ses voies permettent-elles cette mesure ?

2. Pour observer à l’oscilloscope une tension comprenant une composante continue et des variations lentes, quel mode faut-il sélectionner afin de conserver le signal complet ?

3. Une tension sinusoïdale a une période de 0,020 s0{,}020\,\text{s}0,020s et une phase initiale nulle. Quelle expression décrit sa pulsation et la forme de sa tension instantanée ?

4. Un voltmètre est réglé en position AC pour mesurer une tension sinusoïdale. Quelle grandeur indique-t-il et comment se définit-elle ?

5. Que signifie le fait que la tension et l’intensité soient en phase dans une résistance ?

6. Pour un condensateur soumis à un signal sinusoïdal, quelle expression donne l’impédance en fonction de sa capacité CCC et de la pulsation ω\omegaω ?

7. Dans une association série résistance-condensateur, à quoi sert la méthode de Fresnel pour représenter les grandeurs sinusoïdales ?

8. Dans un circuit série résistance-bobine, comment la tension totale se distingue-t-elle de celle d’un circuit série résistance-condensateur quant à son déphasage par rapport à l’intensité ?

9. Lorsqu’on passe l’oscilloscope en mode GND, pourquoi la trace devient-elle une droite horizontale dont on peut régler la hauteur à l’écran ?

10. Une tension sinusoïdale a une valeur maximale de 12 V12\,\text{V}12V. Quelle valeur efficace doit-on attendre au voltmètre en position AC ?

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3. Une tension sinusoïdale a une période de $0{,}020\,\text{s}$ et une phase initiale nulle. Quelle expression décrit sa pulsation et la forme de sa tension instantanée ?

6. Pour un condensateur soumis à un signal sinusoïdal, quelle expression donne l’impédance en fonction de sa capacité $C$ et de la pulsation $\omega$ ?

10. Une tension sinusoïdale a une valeur maximale de $12\,\text{V}$ . Quelle valeur efficace doit-on attendre au voltmètre en position AC ?