Exercices Chap 07 – Ondes électromagnétiques
ex 6 p 108
a) musique captée par un poste radio :
Le message est l'onde sonore de la musique.
La porteuse est une onde électromagnétique très haute fréquence.
Le récepteur du message est l'antenne du poste radio.
L'onde porteuse est modulée par le signal du message.
b) Echographie ou radiographie médicale :
Le message est une "photographie" de l'intérieur du corps.
Le signal est une onde ultrasonore.
Le récepteur est un récepteur à ultrasons.
L'onde a été modifiée par les réflexions et réfractions sur les tissus internes qu'il faut interpréter.
ex 7 p 108
a) La fréquence de l'onde électromagnétique émise par l'antenne est même que celle du signal électrique reçu soit 400 kHz.
b) La fréquence du signal électrique après réception est la même que celle du signal à transmettre soit 400 kHz.
c) Lors du transport, il y a transport d'énergie mais pas de matière.
ex 8 p 108
a) u(t) = Um . cos(2 p f . t + j ) = 3,0.cos( 6,3.103 t + j )
b) u(t) = cos t Þ 2 p f = 1 Þ f = 1 / 2p = 0,16 Hz ; T = 1 / f = 2 p = 6,3 s ; Um = 1,0 V
ex 9 p 108
a) u(t) = 4 cos(2,5.104 t ) Þ Um = 4 V ; 2 p f = 2,5.104 Þ f =2,5.104/2p = 4,0.103 Hz = 4,0 kHz
T = 1 / f = 2,5.10-4 s = 0,25 ms
b) à t = 0 s, u = 4 cos 0 = 4 V, la valeur de la tension est de 4 V , pour t = 0 + n.T (n entier)
4 cos p = - 4 Þ 2,5.104 t1 = p Þ t1 = 1,3.10-4 s = T / 2
La valeur de la tension est de – 4 V , pour t = T / 2 + n . T
ex 10 p 108
a) u(t) = 4 [ 1 + 0,48.cos( 1,6.102 t )] . cos( 2,5.104 t )
Cette tension est modulée en amplitude.
b) 2p f1 = 1,6.102 Þ f1 = 1,6.102 / 2p » 25 Hz ; 2p f2 = 2,5.104 Þ f2 = 2,5.104 / 2p = 4,0.103 Hz
La fréquence la plus élevée f2 est celle de la porteuse et f1 est celle du signal modulant.
ex 11 p 108
1) La fréquence d'une onde représente le nombre d'oscillations par seconde.
2) La longueur d'onde est la distance parcourue par l'onde pendant la durée d'une oscillation.
3) La vitesse de propagation des ondes sonores dans l'air est de l'ordre de 340 m.s-1 .
4) La vitesse de propagation des ondes radio dans l'air est de l'ordre de 300 000 km.s-1 .
5) L'intervalle de fréquences audibles pour l'oreille humaine est de 100 à 15 000 Hz.
6) La fréquence d'émission de France Inter est 162 kHz .
a) l = c / f = 3,0.108 / 162.103 » 1850 m
b) T = 1 / f = 1 / 162.103 = 6,2.10-6 s » 6 ms
ex 12 p 109
a) Le fil CD est l'antenne récepteur, le fil AB est l'antenne émettrice.
b) La tension observée à l'oscilloscope est aussi une tension sinusoïdale de même fréquence d'amplitude plus faible.
c) L'onde est une onde électromagnétique de même fréquence que celle du GBF.
d) Cette onde se propage à la vitesse de 3,0.108 m.s-1 .
e) Pour émettre à grande distance, il faut une onde à très haute fréquence et à faible période.
ex 14 p 109
a) Le message est un signal électrique basse fréquence créé par un microphone captant le son.
b) La porteuse est une onde électromagnétique.
c) L'onde électromagnétique transmise par satellite traverse de l'air et du vide, celle transmise par câble se propage dans une fibre optique.
d) ds2 = z2 + dP-W2
; ds = 
(360002
+ 60002) »
36 500 km
ts = 2 ds / vs = 73.106 / 3,0.108 = 0,24 s
dcable = 6 000 km ; tc = dc / vc = 6.106 / 2,0.108 = 0,030 s.
Le signal est plus rapide par câble optique que par satellite.
e) Il y aura une gène pour une communication orale entre 2 personnes mais pas pour une transmission informatique.
ex 15 p 109
a) T = 1 / f = 1 / 37.103 = 2,7.10-5 s = 0,027 ms ; N = 17 / 0,027 » 629
La porteuse se reproduit environ 629 fois en 17 ms.
Avec le réglage de balayage choisi, on ne peut pas observer la porteuse.
b)
D'après la figure de l'énoncé, le code binaire est : 0011011111
ex 16 p 110
a) La figure 1 a une amplitude variable , c'est une modulation en amplitude.
La figure 2 a une fréquence variable , c'est une modulation en fréquence.
b) Lorsqu'une tension est modulée en amplitude, son amplitude Um est une fonction du temps.
Lorsqu'une tension est modulée en fréquence, sa fréquence f est une fonction du temps.
c) Pour trouver la période du signal émis, il faut que l'amplitude retrouve la même valeur qu'avant, d'après la figure 1, la période vaut environ 1,0.10-2 s . f = 1 / T = 100 Hz.
ex 17 p 110
a) La gamme de fréquences audibles par l'oreille humaine est de 20 à 20 000 Hz.
Les fréquences du poste radio vont de 540 kHz à 106 MHz, elles sont bien supérieures.
b) On peut entendre le son émis par les haut-parleurs du poste radio, audible par l'oreille. Il est obtenu après démodulation des émissions captées dont la fréquence est indiquée sur le poste radio.
c) AM signifie modulation d'amplitude. FM signifie modulation de fréquence.
d) Les fréquences des ondes FM sont bien supérieures à celles des ondes AM.
Un émetteur d'ondes FM a une zone d'émission bien supérieure à un émetteur d'ondes AM.
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