Yves Coudert ENONCE : Mesures de tension électrique et d’éclairement d’une lampe (Niveau lycée - 1ère S) Nous allons, dans cette activité, illustrer l’utilisation des sondes optique et de tension électrique Objectif de l’activité : Etude de la tension et de l’éclairement d’une lampe 3 canaux CH 3 CH2 CH1 Matériel nécessaire : - Un dispositif d’acquisition et d’analyse de données EA – 200 ( connectable à une calculatrice graphique CASIO) - Une sonde optique (CASIO ou VERNIER) - Une sonde de tension électrique (CASIO ou VERNIER) - Une calculatrice CASIO Graph 35+ USB (ou Graph 75/95 , Fx-CG20 , Graph 100+ USB, ClassPad 330) - Un câble SB-62 pour le transfert de données avec la calculatrice - Une petite ampoule à visser (type lampe de poche : krypton 4 v 0.55 A/h) - Deux câbles électriques avec des pinces crocodiles - Une pile 9 V 6LR61 - Un support pour ampoule avec deux bornes électriques et un interrupteur - Une règle graduée et un support pour fixation de la sonde optique. Connexion Calculatrice On / Off Description de l’activité : - Connecter la calculatrice au module EA-200 (cordon SB – 62 pour le transfert de données). Connecter la sonde optique au module EA-200 (Choisir le canal CH1). A l’aide de EA-200, mesurer l’éclairement ambiant Connecter la sonde de tension au module EA-200 (Choisir le canal CH1). A l’aide de EA-200, mesurer la tension aux bornes de la pile Visser l’ampoule sur le support Brancher la pile au support avec les câbles. Mesurer la tension aux bornes de l’ampoule (canal CH2) et l’éclairement (canal CH1) en plaçant le capteur optique à 5, 10 et 20 centimètres de l’ampoule Sonde de tension Sonde optique G35 + EA -200 Pile Support Travail de synthèse : Ampoule Règle En utilisant la propriété physique suivante : « Lorsqu’un point M est situé à une distance d mètres d’une source lumineuse de puissance p, l’intensité de l’éclairement en M est égale ² » comparer les résultats pratiques et les résultats théoriques. 1 Yves Coudert Correction avec la Graph 35 + USB Nous allons proposer la correction avec le modèle de calculatrice Graph 35 + USB. Les démarches sont analogues pour les autres calculatrices graphiques disposant du module E-CON 2. A- Mesure de l’intensité lumineuse ambiante avec la sonde optique Sélectionner MENU puis se déplacer à l’aide du bouton directionnel sur l’icône E-CON 2 puis faire EXE ou alors taper ALPHA log (B) . Taper F1 (Setup EA – 200 ) pour définir le mode de fonctionnement puis F1 (WIZ) pour choisir le type de sonde CASIO ou VERNIER. Taper F1 pour une sonde CASIO. Ensuite à l’aide du bouton directionnel se déplacer sur la ligne Optical pour sélectionner la sonde optique EXE. Choisir la durée de l’enregistrement par exemple en secondes : 10 EXE Puis l’unité : 1 : sec EXE Puis confirmer par F1 (OK) Pour initialiser le Set up taper 1 Start Setup Puis faire EXE , la calculatrice se met alors en attente d’un signal de départ de l’acquisition des données. Faire EXE pour commencer l’acquisition et au bout de 10 secondes la calculatrice affiche une courbe donnant le niveau ambiant de l’éclairement environ 4 (cette valeur n’est pas liée à aux unités de mesures standards mais exprime une mesure relative de l’intensité lumineuse). 2