Le tube cathodique:

Le tube cathodique d'un oscilloscope (ou d'un téléviseur) est une grosse ampoule de verre, vide d'air, contenant un canon à électrons.  Le canon à électrons est constitué d'une cathode métallique chauffée d'où sont extraits des électrons par l'attraction électrique exercée par une anode. Les électrons émis sont concentrés en un fin faisceau qui sort du canon, traverse le tube à très grande vitesse et vient percuter la partie opposée du tube qui constitue l'écran. Une peinture fluorescente déposée sur le verre émet de la lumière lorsqu'elle est frappée par les électrons. Pour attirer les électrons, la partie interne conductrice de l'écran  (couche de graphite...) est reliée à une forte tension positive (plus de 10 000V)

Le faisceau de particules provenant de la cathode (électrode négative),  le tube a été appelé tube "cathodique", de même le faisceau d'électrons était appelé autrefois "rayons cathodiques".

Fonctionnement de l'oscilloscope:

A l'intérieur du tube de l'oscilloscope, deux plaques métalliques (Y'Y) parallèles et horizontales peuvent être reliés à un générateur externe. La plaque positive attire le faisceau qui est ainsi dévié vers le haut ou le bas. De même, deux plaques parallèles et verticales peuvent dévier le faisceau vers la gauche ou la droite.

Remarque: Dans un téléviseur, la déviation du faisceau d'électrons n'est pas électrique, elle est magnétique. Elle est obtenue à l'aide de bobines placés à l'extérieur du tube.

Utilisation d'un oscilloscope:

Pour étudier les variations d'une tension on déclenche le balayage. Les plaques de déviation horizontale sont reliées à une base de temps qui provoque le déplacement à vitesse constante du spot de gauche à droite.

La durée de balayage est réglable. Elle est indiquée sur le commutateur de réglage (en ms/div ou ms/cm par exemple)

La tension à étudier est appliquée à l'entrée Y (plaques de déviation verticale) par l'intermédiaire d'un amplificateur. On peut régler le gain de cet amplificateur en tournant le tournant le commutateur de sensibilité verticale ( V/div ou V/cm)

A l'instant du branchement, le spot qui était au centre de l'écran se déplace verticalement vers le haut si la tension est positive, vers le bas si elle est négative.

Sans balayage (bouton XY enfoncé) on observe l'immobilité du spot.

Avec balayage, le spot de déplace sur une droite horizontale

tension continue positive

Si le spot sur l'écran de l'oscilloscope ne reste pas toujours au même niveau, c'est que la tension varie
Sans balayage on observe un déplacement vertical du spot

  
tension sinusoïdale

Tensions périodiques

Une tension est périodique si on observe sur l'écran un "motif" qui se reproduit régulièrement à l'identique. La tension reprend donc la même valeur après un intervalle de temps appelé période (T)

Tensions alternatives

Une tension est alternative si elle est périodique et si elle est alternativement positive et négative avec une valeur moyenne nulle.

Tensions alternatives sinusoïdales

Une tension alternative u est sinusoïdale si ses variations en fonction du temps t obéissent à la relation:
   u = sin(at+b)      
L'oscillogramme ci-dessus représente une tension sinusoïdale.