Somme de deux tensions (1)
Partie
Question
Sachant que :
\(u_1(t) = 3 \cos ( 100 \pi t)\)
\(u_2(t) = 4 \cos ( 100 \pi t + \pi/2)\)
En déduire l'équation de la tension : \(u(t) = u_1(t) + u_2(t)\)
Aide simple
Le vecteur de Fresnel représente la tension à \(t = 0\).
Aide détaillée
Le vecteur de Fresnel représentant une tension a un module proportionnel à l'amplitude de cette tension et fait avec l'axe origine (ou axe de référence) un angle égal à la phase à l'origine. Le vecteur de Fresnel représentant la somme de deux tensions est égal à la somme des vecteurs représentant ces tensions.
Rappel de cours
Construction de Fresnel
La construction de Fresnel permet de représenter une grandeur sinusoïdale[1] par un vecteur tournant. A chaque instant la grandeur sera égale à la projection du vecteur qui la représente sur l'axe de référence.
Exemple :

Impossible d'accéder à la ressource audio ou vidéo à l'adresse :
La ressource n'est plus disponible ou vous n'êtes pas autorisé à y accéder. Veuillez vérifier votre accès puis recharger le média.
Remarque 1 :
Si l'on représente sur la même construction de Fresnel plusieurs tensions de même fréquence, les vecteurs qui les représentent tournent à la même vitesse. La figure obtenue tourne donc sans se déformer.
Par commodité, on choisit de la construire à \(t = 0\). Dans ce cas, pour représenter une tension, il suffira de construire un vecteur de longueur proportionnelle à \(U_m\) faisant un angle \(\varphi\) avec l'axe choisi comme origine des phases. Toute tension sera ainsi associée à un point du plan.
Remarque 2 :
La construction de Fresnel est surtout commode pour l'étude des associations de dipôles[4] en série. Comme ils sont parcourus par le même courant, on prendra comme origine des phases le vecteur représentant l'intensité[5]. Le vecteur représentant une somme de tensions sera obtenu en construisant la somme des vecteurs représentant les tensions à additionner.
Aide méthodologique
Construction de Fresnel
Solution simple
\(u(t) = 5\cos ( 100 \pi t + \varphi);\; \varphi = 0.93 \textrm{radian}\)

Solution détaillée
Pour \(u_1\),l'amplitude de la tension est \(3 V\). Le vecteur aura donc pour module \(3\) fois l'unité choisie.
La phase à l'origine est nulle : le vecteur est porté par l'axe de référence.
Pour \(u_2\),l'amplitude de la tension est \(4 V\). Le vecteur aura donc pour module \(4\) fois l'unité choisie.

La phase à l'origine vaut \(\pi/2\): le vecteur est perpendiculaire à l'axe de référence.
La somme des vecteurs représente la somme des tensions. D'où l'amplitude de u(t) :
\(U=\sqrt{U_1^2+U_2^2}=\sqrt{9+16} = 5 V\) , et sa phase à l'origine : \(\varphi =\textrm{Arctg} \frac{U_1}{U_2} = 0.93 \textrm{ radian}\) .