(noms des auteurs) Électricité et magnétisme 203-NYB-05 Laboratoire no1 Circuits électriques en courant continu Travail présenté à M. Richard FRADETTE Cégep de Saint-Jérôme Centre collégial de Mont-Laurier (date) Laboratoire no1 Circuits électriques en courant continu 1 - BUTS Vérifier les valeurs de résistances seules obtenues avec un ohmmètre, avec le code de couleur sur les résistances et avec la loi d'Ohm (avec V pile et I pile). Assembler le montage de circuits électriques simples et mixtes. Vérifier les résistances équivalentes des groupements simples et mixtes obtenues avec un ohmmètre, avec la loi d’Ohm (avec V pile et I pile) et avec la relation théorique (avec R 1, R 2 et R 3 ). Vérifier la loi des nœuds et la loi des mailles des circuits simples et mixtes. 2 - MATÉRIEL - 1 pile 6 V 3 résistances: 150 , 270 et 330 1 multimètre avec le manuel d’utilisation fils électriques avec pinces 3 – SCHÉMAS E R Résistance seule avec pile R2 R1 E R3 E R1 R2 Circuit série R3 Circuit parallèle R1 R1 R3 R2 R3 R2 E E Circuit mixte B Circuit mixte A 4 - MÉTHODE EMPLOYÉE 4-a) - Méthode de mesure Un multimètre est employé comme voltmètre et ampèremètre pour mesurer la tension et le courant partout dans les trois circuits électriques composés d'une pile et de résistances. Le multimètre est ensuite employé comme ohmmètre pour mesurer la résistance du circuit afin de la comparer avec la valeur calculée et la valeur indiquée par le fabricant sur la résistance elle-même. 4-b) - Méthode d'analyse La loi d'Ohm est employée pour calculer la résistance à l'aide des valeurs de tension et de courant dans les circuits comprenant une résistance seule avec une pile. Puis, les droites d'incertitudes montrent graphiquement quelle méthode est la meilleure pour déterminer la résistance. La loi d'Ohm est également vérifiée pour les autres circuits. V R I où et V R I est la tension (en volts), est la résistance (en ohms) est le courant (en ampères). Pour le circuit série, la somme des tensions aux bornes des résistances est comparée au «voltage» de la pile. Pour le circuit en parallèle, la somme des courants dans les résistances est comparé au courant de la pile. La loi des nœuds et des mailles est vérifiée en détails pour les circuits mixtes A et B. La résistance équivalente calculée à l’aide de Vpile et Ipile est comparée à celle calculée à l’aide de R1, R2 et R3 pour les circuits ayant trois résistances. 5 - DÉROULEMENT DE L'EXPÉRIENCE 6 - RÉSULTATS 6-a) - Tableaux Tableau 1 : Résistance seule Élément V R I de volts ohms milliampères circuit ______ _____ _____ Résistance n°1 Résistance n°2 Résistance n°3 Tableau 2 : Comparaison de résistance Élément Rthéorique Rexpérimentale Rfabricant de ohms ohms ohms circuit _____ _____ _____ Résistance n°1 Résistance n°2 Résistance n°3 Tableau 3 : Groupement série Élément V R I de volts ohms milliampères circuit _____ _____ _____ Résistance n°1 Résistance n°2 Résistance n°3 Groupe n°123 Pile --- ----- Tableau 4 : Groupement parallèle Élément V R I de volts ohms milliampères circuit _____ _____ _____ Résistance n°1 Résistance n°2 Résistance n°3 Groupe n°123 Pile --- ----- Tableau 5 : Groupement mixte A Élément V R I de volts ohms milliampères circuit Résistance n°1 Résistance n°2 Résistance n°3 Groupe n°123 Pile --- ----- Tableau 6 : Groupement mixte B Élément V R I de volts ohms milliampères circuit _____ _____ _____ Résistance n°1 Résistance n°2 Résistance n°3 Groupe n°123 Pile --- ----- Tableau 7 : Loi des nœuds Circuit Ithéorique Iexpérimentale milliampères milliampères _____ _____ Groupement parallèle Groupement mixte A Groupement mixte B Tableau 8 : Loi des mailles Circuit Vthéorique Vexpérimentale volts volts _____ _____ Groupement série Groupement mixte A Groupement mixte B Tableau 9 : Résistance équivalente Circuit Circuit série Circuit parallèle Circuit A Circuit B Rthéorique Rexpérimentale Rfabricant ohms ohms ohms _____ _____ _____ 6-b) – Graphiques Résistance n°1 Valeur calculée Valeur mesurée Valeur du fabricant 0 0 0 1 1 1 1 Résistance () Résistance n°2 Valeur calculée Valeur mesurée Valeur du fabricant 0 0 0 1 1 1 1 Résistance () Résistance n°3 Valeur calculée Valeur mesurée Valeur du fabricant 0 0 0 1 Résistance () 1 1 1 6-c) - Calculs Résistance seule R théorique 150 V I = expérimentale 150 = expérimentale 150 R R théorique 150 théorique 270 Vexpérimentale 150 I expérimentale 150 Vexpérimentale 150 = + = Vexpérimentale I expérimentale I expériment ale 150 150 150 V I = expérimentale 270 = expérimentale 270 R théorique 270 R théorique 330 Vexpérimentale 270 I expérimentale 270 Vexpérimentale 270 = + = Vexpérimentale I I expérimentale 270 expérimentale 270 270 V I = expérimentale 330 = expérimentale 330 R théorique Vexpérimentale 330 I expérimentale 330 Vexpérimentale 330 = + = 330 Vexpérimentale I expérimentale 330 I expérimentale 330 330 Loi des nœuds Circuit parallèle : I théorique parallèle = I 1 parallèle + I 2 parallèle + I 3 parallèle = I théoriqueparallèle = I 1 parallèle + I 2 parallèle + I 3 parallèle = Circuit A : I I I théorique A 1 A 2 A I théoriqueA I 1 A I 2 A Circuit B : I I I théorique B 1 B 23 B I théoriqueB I 1 B I 23 B Loi des mailles Circuit série : V théorique série = V 1série + V 2 série + V 3 série = Vthéoriquesérie = V 1série + V 2 série + V 3 série = Circuit A : (Vthéorique) A V12 A V3 A (Vthéorique) A V12 A V3 A Circuit B : V V V théorique B 2 B 3 B VthéoriqueB V2 B V3 B Résistance équivalente Groupement série : R théorique série R Vsérie = I série = théorique série V I V = série + série série = I série I série Vsérie R fabricantsérie = R fabricant 1 + R fabricant 2 + R fabricant 3 = R fabricantsérie = R fabricant 1 + R fabricant 2 + R fabricant 3 = Groupement parallèle : R théorique parallèle R = théorique parallèle V parallèle I parallèle = V parallèle I parallèle V parallèle = + = V I parallèle I parallèle parallèle R fabricant parallèle = R 1 + R fabricant 1 R fabricant R fabricant parallèle = R fabricant 1 Groupement mixte A : 1 2 1 1 + R fabricant 2 + R R 1 = fabricant 3 R + R fabricant 2 2 fabricant 2 fabricant 3 2 fabricant 3 2 R fabricant parallèle = R théorique A VA = IA = R V I V = A + A A = IA IA VA R = théorique A fabricant A R R R +R fabricant 1 fabricant 1 R fabricant A fabricant 2 + R fabricant 3 fabricant 2 R fabricant 1 R fabricant 2 R fabricant 1 R fabricant 2 = R fabricant R fabricant 2 R fabricant 1 R fabricant 2 1 R fabricant 1 R fabricant 2 + R fabricant 3 R fabricant R fabricant 1 2 Groupement mixte B : R théorique B R V I V = B + B B = IB IB VB théorique B R VB = IB = R R + R R R R R R R R = R R R R fabricant B = fabricant 1 fabricant 1 R fabricant B fabricant 1 fabricant 1 7 - ANALYSE fabricant 2 fabricant 2 fabricant 1 fabricant 1 fabricant 3 fabricant 3 fabricant 2 fabricant 2 R R fabricant 1 fabricant 1 R R fabricant 2 fabricant 2 fabricant 3 fabricant 3 R fabricant B 8 - CONCLUSION 9. - ANNEXES 9.a) - Résistance équivalente du circuit A Pour le circuit ci-joint, on peut montrer que la résistance équivalente du circuit est donnée par R1 R3 R2 E Circuit mixte A Soit: R théorique A = R1 R2 + R3 R1 +R2 9.b) - Résistance équivalente du circuit B Pour le circuit ci-joint, on peut montrer que la résistance équivalente du circuit est donnée par R1 R2 R3 E Circuit mixte B Soit: RthéoriqueB = R1 ( R 2 + R 3 ) R 1 + R 2 +R 3