Série et transformée de Fourier en physique/Harmoniques

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Les Harmoniques
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Chapitre 2
Leçon : Série et transformée de Fourier en physique
Chap. préc. : Série de Fourier


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Série et transformée de Fourier en physique/Harmoniques
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Lorsqu'on étudie une signal périodique, on se retrouve avec 3 informations :

  • BO
  • Ak
  • Bk

Pour un k donné, donc pour une fréquence multiple de la fréquence du signal d'origine, nous avons 2 informations, l'un lié à la composante sinusoïdale, l'autre à la composante cosinusoïdale du signal.

Pour pouvoir visualiser de façon graphique une série de fourier, il serait souhaitable de n'avoir qu'une information qui soit seulement lié au multiple de fréquence.


Définition

  • Lorsque k=0, ce sont les informations lié à un signal de fréquence nul, donc de courant continu. On parle de composante continue
  • lorsque k=1, ce sont les informations lié à un signal de fréquence égal au signal d'origine, on parle de fondamental
  • lorsque k>1, ce sont les informations lié à un signal de fréquence multiple du signal d'origine, on parle de d'harmonique de rang k

On définit Ck tel que:


y(\theta) = B_0 + \sum_{k=1}^\infty { \left[ A_k sin \left( k \theta \right) + B_k cos \left( k \theta \right) \right] }  = \sum_{k=1}^\infty { \left[ C_k sin \left( k \theta - \varphi _k \right) \right] }


\begin{cases} C_k = \sqrt { A_k^2 + B_k^2} \\ tan \varphi _k = - \frac{B_k}{A_k} \end{cases}

[modifier] Spectre de série de Fourier

L'élément le plus important est la valeur Ck et plus particulièrement le rapport \frac{C_k}{C_1}, car elle donne la richesse de chaque harmonique par rapport à son fondamental. On peut ainsi aisément quantifier un signal périodique quelconque avec son graphique spectrable.


Crystal Clear action back.png Série de Fourier