TP DE PHYSIQUE : MESURE DE U ET I

TP DE PHYSIQUE : MESURE DE U ET I.
Objectifs : - Mesurer des tensions électriques et des courants dans différents circuits.
- Retrouver les lois des tensions et des intensités.
I] Mesure de l’intensité d’un courant électrique.
On dispose des dipôles suivants : un générateur de tension (6V) ; 1 lampes L1 ; 2 multimètres ; 2 résistances R1 =
47 Ω et R2 = 18 Ω.
1. Faire un schéma du montage en série de ces dipôles (dans n’importe quel ordre). On pourra s’aider de la
couverture du livre pour les représentations symboliques de dipôles.
2. Indiquer le sens conventionnel du courant.
3. Réaliser le circuit schématisé précédemment.
a. Indiquer la valeur fournie par chaque ampèremètre (On cherchera la valeur la plus précise).
Préciser l’unité. Que constate-t-on ?
b. Enoncer la loi des intensités correspondantes dans un circuit série (ne comportant aucun nœud
électrique).
c. En prenant soins d’éteindre le générateur avant, inverser la borne « COM » et la borne « mA »
sur l’un des ampèremètres. Que constate-t-ton ?
II] Mesures de tension entre deux points d’un circuit.
1°) Circuit série.
Réaliser le montage suivant avec R1 = 47 Ω, R2 = 220 Ω et R3 = 180 Ω et le générateur sur 6V.
+
-
R1
R2
A
B
R3
C
D
On rappelle que UAB = VA – VB avec VA et VB les potentiels aux points A et B. Par conséquent U AB porte le nom
de différence de potentiels.
1. Mesurer les tensions suivantes : UAB, UBC, UCD, UAC, UAD, UBD.
2. Quelle est la relation entre UAB, UBC, UCD et UAD.
3. Enoncer la loi des tensions dans un circuit série.
4. En supposant le potentiel du point D nul (VD = 0V) et en utilisant les valeurs trouvées en 1., déterminer
le potentiel des points A, B et C.
5. Ecrire les tensions UAB et UBA en terme de différence de potentiel.
a. Quelle relation existe entre ces deux tensions.
b. Vérifier cette relation par la mesure de ces deux tensions.
c. Conclusion.
6. Sur le schéma, représenter par une flèche les tensions électriques suivantes : UAB ; UBC ; UCD ; UAD et
l’intensité du courant électrique dans le circuit.
7. Que constate-t-on ?
8. Mesurer l’intensité I dans le circuit.
2°) Circuit dérivation.
Réaliser le montage suivant avec R1 = 180 Ω et R2 = 220 Ω.
+
R1
A
C
1.
2.
3.
-
R2
B
D
Représenter les tensions UAB, UCD.
Mesurer les tensions UAB et UCD. Que constate-t-on ?
Enoncer la loi des tensions pour des dipôles montés en dérivation.
4.
5.
6.
Mesurer la tension UAC aux bornes d’un fil. Conclusion ?
Dresser la liste des nœuds électriques de ce circuit.
Soit I l’intensité du courant fournie par le générateur, I1 l’intensité du courant traversant R1 et I2 celle
traversant R2.
a. Placer I, I1 et I2 sur le schéma du circuit.
b. Mesurer I, I1 et I2. Que constate-t-on ?
c. Enoncer la loi des noeuds dans un circuit dérivation.
III] Applications.
1°) Le diviseur de tension.
Réaliser le montage suivant avec R = 33 Ω, un rhéostat de 100 Ω et un générateur réglé sur 6 V.
+
V
R

Montrer qu’en faisant varier le rhéostat on peut faire varier la tension à ses bornes. On a ainsi
réalisé un générateur de tension variable.
2°) Relation entre tension et intensité.
On cherche à vérifier expérimentalement la relation entre la tension U aux bornes d’une résistance R = 100 Ω et
l’intensité I qui la traverse. On dispose du montage diviseur de tension précédent, en remplaçant la résistance R
par 100 Ω, d’un voltmètre et d’un ampèremètre.
1. Faire un schéma du montage permettant de mesurer U et I. Faites contrôler par le professeur.
2. Réaliser le montage.
3. Reproduire et compléter le tableau suivant en précisant les unités. (On fera varier U de 1 V par 1V en
utilisant le rhéostat).
U en …..
I en …..
4.
5.
6.
7.
Tracer le graphe U = f(I).
Déterminer l’équation de la droite ainsi obtenue.
Quel est son coefficient directeur ? Quelle est son unité ?
Enoncer la loi ainsi vérifiée.
3°) Association de résistances en série.
On cherche à remplacer R1, R2 et R3 dans le montage du II] 1°) par une résistance équivalente notée Req.
1. Exprimer UAD en fonction de I et Req.
2. Déduire des mesures une valeur de Req.
3. Quelle relation existe-t-il entre Req, R1, R2 et R3.
4°) Association de résistance en dérivation.
On cherche à remplacer R1 et R2 dans le montage du II] 2°) par une résistance unique notée Req.
1. Quelle relation existe-t-il entre la conductance G et les grandeurs U et I.
2. Déduire des mesures de U et I, Req puis Geq.
3. Quelle relation existe-t-il entre Geq, G1 et G2.