Cette application permet de visualiser la somme de deux ou de trois vibrations sinusoïdales. (Grandeurs scalaires ou vectorielles parallèles).
Des curseurs permettent de modifie r:
la fréquence de chaque vibration.( F1, F2 et F3)
l'amplitude de chaque vibration. (A1, A2 et A3)
les phases φ2 et φ3 des vibrations 2 et 3.
Une case à cocher permet d'imposer une fréquence F1 égale à de 1 Hz
L'applicatione trace la courbe S(t) = A1.sin(2.π.F1.t) + A2.sin(2.π.F2.t + φ2) + A3.sin(2.π.F3.t + φ3).
Études possibles :
Deux sinusoïdes de même fréquence : Prendre A3 = 0
Tester l'influence de la phase φ2 sur la valeur de la somme.
Examiner en particulier le cas A1 = A2.
Dans ce cas, on rappelle que si Φ = φ2 / 2 alors S = 2.A1.cos(Φ).sin(2.π.F.t + Φ).
Deux sinusoïdes de fréquences voisines : Prendre A3 = 0
Visualiser les battements entre les deux vibrations. (prendre par exemple 40 et 41 Hz).
Deux sinusoïdes de fréquences très différentes : Prendre A3 = 0 et F1 = Hz
On peut ainsi visualiser par exemple l'influence d'un signal de bruit basse fréquence sur un signal haute fréquence ou une modulation d'amplitude.
Trois sinusoïdes de même fréquence :
Examiner en particulier le cas A1 = A2 = A3; φ2 = 120°, φ3= 240° qui correspond à un courant triphasé équilibré.
Trois sinusoïdes de fréquences voisines:
Examiner par exemple :
A1 = A2 = A3, F1= 28 Hz; F2= 30 Hz; F3= 32 Hz;
puis A1 = A2 = A3, F1= 29 Hz; F2= 30 Hz; F3= 31 Hz;
Synthèse de Fourier :
On peut visualiser le rôle des trois premiers termes non nuls d'une série de Fourier.
Dans ce cas, prendre une phase de 180° revient à rendre le coefficient négatif.
Exemples :
F1 |
F2 |
F3 |
A1 |
A2 |
A3 |
φ2 |
φ3 |
10 Hz |
30 Hz |
50 Hz |
1,0 |
0,33 |
0,17 |
0° |
0° |
10 Hz |
30 Hz |
50 Hz |
1,0 |
0,11 |
0,04 |
180° |
0° |
10 Hz |
20 Hz |
30 Hz |
1,0 |
0,50 |
0,33 |
180° |
0° |
10 Hz |
20 Hz |
30 Hz |
0,74 |
0,30 |
0,13 |
180° |
0° |