Corrigé MESURES DE TENSIONS ET DE POTENTIELS ELECTRIQUES Chap.2 I. Tension aux bornes d’un interrupteur A. Observer le montage suivant - Répondre par Vrai ou Faux - Corriger les affirmations fausses 1) Lorsque l’interrupteur est ouvert : a) Un courant circule dans le circuit : b) La tension aux bornes du générateur n’est pas nulle : c) La tension aux bornes de l’interrupteur est nulle : d) La tension aux bornes du fil BC est nulle : 2) Lorsque l’interrupteur est fermé : e) Un courant circule dans le circuit : f) La tension aux bornes du générateur n’est pas nulle : g) La tension aux bornes de l’interrupteur est nulle : h) La tension aux bornes du fil BC est nulle : Faire vérifier vos réponses par le professeur avant de poursuivre. A B K C B. Expérience D Réaliser le montage ci-dessous et répondre de nouveau aux affirmations suivantes : 1) Lorsque l’interrupteur est ouvert : a) Un courant circule dans le circuit : FAUX le courant ne circule pas b) La tension aux bornes du générateur n’est pas nulle : VRAI c) La tension aux bornes de l’interrupteur est nulle : FAUX la tension est égale à celle du générateur d) La tension aux bornes du fil BC est nulle : VRAI 2) Lorsque l’interrupteur est fermé : e) Un courant circule dans le circuit : VRAI f) La tension aux bornes du générateur n’est pas nulle : VRAI g) La tension aux bornes de l’interrupteur est nulle : VRAI h) La tension aux bornes du fil BC est nulle : VRAI II. Tension électrique et potentiel électrique A. Analogie circuit hydraulique et circuit électrique 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) Cliquer sur le lien suivant : Analogie Tension Intensité puis répondre aux questions suivantes : Quel est l’équivalent de l’interrupteur dans le circuit hydraulique ? la vanne Quel est l’équivalent de la pression dans un circuit électrique ? le potentiel électrique Comment est définie une tension dans l’animation ? C’est une différence de niveau électrique Quel est son équivalent dans le circuit hydraulique ? C’est une différence de pression Quel est l’autre nom de niveau électrique ? le potentiel électrique Quels sont les porteurs de charge dans un circuit électrique ? les électrons Comment circule le courant électrique ? à l’aide des porteurs de charge Pourquoi la tension aux bornes de l’interrupteur fermé est-elle nulle ? La différence de niveau électrique est nulle Quel est l’équivalent de l’intensité dans le circuit hydraulique ? le débit Comment définir cette grandeur ? quantité d’eau par unité de temps Comment peut-on définir l’intensité ? Quantité d’électricité par seconde B. Relation entre tension électrique et potentiel électrique Sur l’alimentation, vous avez trois bornes notées -15V, 0V et +15V que l’on désignera par les points respectifs N, M et P La borne M est appelée la masse de l’alimentation. Elle sert de référence pour les potentiels. Le potentiel électrique est noté par la lettre V (à ne pas confondre avec l’unité) et s’exprime en volts (V). Par convention, le potentiel de la masse est : VM = 0 V. 1) Mesurer les tensions UPM = +15 V ; UNM = -15 V ; UPN = +30 V. 2) Exprimer ces tensions UPM, UNM et UPN en fonction des potentiels VP, VM et VN. UPM = VP - VM ; UNM = VN - VM ; UPN = VP - VN 16/04/2017 840901191 1/2 3) Pourquoi parle-t-on aussi bien de tension électrique que de différence de potentiel (ou d.d.p.) Ceci est la même chose : la tension électrique est égale à la différence de potentiel électrique 4) En déduire la relation entre la tension U AB et les potentiels VA et VB. UAB = VA - VB 5) Si on veut mesurer le potentiel du point A, quelle tension doit-on mesurer ? UAM Où se branche la borne COM du voltmètre ? Au point M C. Mesure de potentiel électrique 1) Régler, à l’aide du voltmètre, le générateur sur une tension UPN = (13 - 0,5x) où x désigne votre numéro de table : UPN = ............ V 2) Mesurer les valeurs réelles des résistances notées R1 = 220 et R2 = 330 R1 = ......…….... ; R2 = ...…........ Réaliser le montage suivant en utilisant deux résistances de 220 et 330 dans l’ordre que vous voulez. A P N B Le point N est pris pour masse électrique. Mesurer les potentiels suivants : point N point P point A point B 3) Calculer les tensions UAB et UPB à partir des potentiels - Bien détailler un calcul au moins UAB = UPB = Le point A est pris pour masse électrique. Mesurer les potentiels suivants : point N point P point A point B 4) Calculer les tensions UAB et UPB à partir des potentiels UAB = UPB = 5) Les tensions sont-elles dépendantes de la masse du circuit ? NON 6) Reproduire votre montage à l’aide du logiciel Crocodile Physics en utilisant les valeurs de U PN et des résistances mesurées. 7) En déplaçant la souris sur le circuit, quel est le point du circuit qui est pris pour masse par le logiciel ? 8) Vérifier les valeurs des potentiels des différents points point N point P point A point B 9) Dans la barre d’outils alimentation, placer la masse repérée par le symbole ci-dessous au point A. vérifier les valeurs des potentiels des différents points avec A comme masse. point N point P point A point B 16/04/2017 840901191 2/2