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Vidéo question :: Déterminer la fréquence de la différence de potentiel de sortie d’un générateur Physique • Troisième secondaire

Le graphique représente la différence de potentiel de sortie d’un générateur en fonction du temps. Quelle est la fréquence de la différence de potentiel de sortie ?

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Transcription de la vidéo

Le graphique représente la différence de potentiel de sortie d’un générateur en fonction du temps. Quelle est la fréquence de la différence de potentiel de sortie ?

Pour répondre à cette question, nous devons utiliser le graphique donné pour déterminer la fréquence de la différence de potentiel de sortie d’un générateur. Sur ce graphique, nous pouvons voir que la différence de potentiel de sortie est représentée en volts sur l’axe des 𝑦 et que le temps est représenté en millisecondes sur l’axe des 𝑥.

Rappelons que la fréquence d’une oscillation peut être calculée en utilisant la formule fréquence égale à un divisé par la période d’oscillation. Cela s’écrit souvent 𝑓 égale à un sur grand 𝑇, où 𝑓 est la fréquence et grand T la période. Donc, avant de pouvoir déterminer la fréquence de la différence de potentiel de sortie, il faut d’abord déterminer la période.

La période correspond simplement au temps nécessaire à la réalisation d’un cycle complet d’oscillation. Nous pouvons utiliser le graphique pour déterminer la période. Nous pouvons choisir n’importe quel cycle d’oscillation représenté sur ce graphique, mais il est probablement plus facile de choisir le premier cycle ici. Notons qu’une oscillation comprend le point de départ ici, cette valeur maximale, cette valeur minimale et ce point à zéro. Il est important d’inclure tout le cycle lorsque nous considérons une oscillation. Sinon, la période calculée sera fausse.

La période, ou le temps nécessaire à la réalisation de cette oscillation, est simplement égale à la différence entre cet instant ici sur l’axe des temps et ce point ici. Il suffit donc de lire ces valeurs sur le graphique. L’échelle sur l’axe horizontal nous indique que 10 lignes verticales correspondent à 100 millisecondes. Nous savons donc que chaque ligne représente 10 millisecondes.

L’oscillation commence à zéro milliseconde et se termine ici à la deuxième ligne du quadrillage. Comme une ligne verticale du quadrillage correspond à 10 millisecondes, la fin de ce premier cycle après deux lignes de quadrillage doit correspondre à 20 millisecondes. La période d’oscillation est égale à la différence entre ces deux instants et la période est donc égale à 20 millisecondes moins zéro milliseconde. Ce qui fait simplement 20 millisecondes.

Mais avant d‘utiliser cette valeur pour calculer la fréquence de l’oscillation, il faut d’abord la convertir en secondes. Rappelons que le préfixe milli- dans les unités correspond à un facteur 10 moins trois. Donc, 20 millisecondes est égal à 20 fois 10 puissance moins trois secondes, que nous pouvons écrire plus simplement 𝑇 égal à 0,02 secondes. La période d’oscillation de la différence de potentiel de sortie est donc de 0,02 seconde.

Faisons un peu de place à l’écran pour pouvoir remplacer cette valeur dans l’équation de la fréquence. En remplaçant cette valeur de période dans cette équation, nous obtenons que la fréquence de l’oscillation est égale à un divisé par 0,02 secondes.

Avant de faire le calcul, prenons un instant pour réfléchir à l’unité de ces grandeurs. Nous n’avons pas d’unité pour le numérateur de cette expression et pour le dénominateur, nous avons des secondes. Globalement, cela nous donne une unité en secondes inverses ou secondes à la puissance moins un.

Cependant, la fréquence est généralement exprimée en hertz. Un hertz est égal à l’inverse d’une seconde. Nous pouvons donc simplement remplacer les secondes inverses dans l’expression par des hertz. Maintenant, tout ce qui reste à faire est de calculer la valeur de un sur 0,02 hertz. Cela nous donne un résultat final de 50 hertz. Nous avons donc obtenu que la fréquence de la différence de potentiel en sortie du générateur est égale à 50 hertz.

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