Chapitre Electricité 4.1 : Mesures Electriques : la tension et l`intensité

Electricité Quatrième - 2015/2016
Chapitre 4.1 : Mesures électriques : la tension et l’intensité
Chapitre Electricité 4.1 : Mesures
Electriques : la tension et l’intensité
1. Quelle est la définition de la tension électrique ?
2. Quelle est l’unité de tension ?
3. Comment appelle-t-on l'appareil qui mesure la tension ?
4. L'appareil qui mesure la tension se place-t-il en série ou en dérivation ?
5. Quelles bornes utilise-t-on pour mesurer une tension au multimètre ?
6. Que se passe-t-il si on inverse les bornes ?
7. Quel calibre utilise-t-on en première mesure ?
8. Quel calibre utilise-t-on après la première mesure ?
9. Que se passe-t-il si on utilise un calibre trop petit ?
10. Quelle est la définition de l’intensité électrique ?
11. Quelle est l’unité d’intensité ?
12. Comment appelle-t-on l'appareil qui mesure l’intensité ?
13. L'appareil qui mesure l'intensité se place-t-il en série ou en dérivation ?
14. Quelles bornes utilise-t-on pour mesurer une intensité au multimètre ?
15. Sur un calibre de 200mV, le multimètre affiche 112.1. Donnez la mesure.
16. Sur un calibre de 200mV, le multimètre affiche 112.1. Donnez la précision.
17. Donner un exemple de courant avec une tension faible.
18. Donner un exemple de tension sans courant.
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Chapitre 4.1 : Mesures électriques : la tension et l’intensité
A.
Définitions
AD La tension électrique
Prénom :
Classe :
Nom :
La tension électrique
Le présentateur compare un circuit électrique à une canalisation.
- Les deux réservoirs représentent les deux bornes d’une pile
- Le tube qui les sépare représente un fil électrique
- L’eau qui s’écoule représente l’électricité (ou les charges électriques)
- La vanne représente un interrupteur
L’eau est mise en mouvement car il existe une différence de pression entre l’entrée et la
sortie du tube.
L’électricité est mise en mouvement car il existe une différence de potentiel entre
l’entrée et la sortie du fil électrique.
Définition :
Signification :
Unité :
Notation :
Représentation :
Tension
La tension électrique est la
différence d’état électrique (ou
de potentiel électrique) qu’il
existe entre deux points d’un
circuit.
C’est ce qui met en mouvement
les particules d’électricité.
Le Volt (V)
La lettre U (exemple :
U=2,47 V)
G
+
Intensité
L’intensité d’un courant
électrique est la quantité
d’électricité (électrons) qui
traverse un appareil électrique
en une seconde.
C’est le débit d’électricité
L’ampère (A).
La lettre I (exemple : I=0,54 A).
G
+
IL
UL
Intensité entrant dans la lampe
Tension aux bornes du
générateur
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Chapitre 4.1 : Mesures électriques : la tension et l’intensité
Exemples :
•
•
•
•
fil à très haute tension
(international) : 400 kV
fil à haute tension : 20 kV
fil électrique : 220 V
Pile électrique : 4,5V ; 1,5 V
•
•
•
•
•
•
•
•
Conducteur nerveux : 0,001
mA
Calculatrice : 1 mA
Contraction musculaire : 10
mA
Paralysie respiratoire : 30
mA
Désynchronisation
cardiaque : 75 mA
Lampe - Arrêt du cœur : 1 A
Radiateur – Chaise
électrique : 10 A
Eclair : 10 kA
:
Remarque : une mesure est formée d’une valeur mais aussi d’une unité.
kV
kA
hV
hA
daV
daA
V
A
dV
dA
cV
cA
mV
mA
Pour changer d’unité :
• On cherche le chiffre des unités (avant la virgule ou dernier chiffre, s’il n’y a
pas de virgule)
• On place ce chiffre dans la case de l’unité de départ.
• On place les autres chiffres : un par case
• On efface la virgule et on la réécrit à droite de la case de l’unité d’arrivée.
• On remplit les cases vides par des zéros et on efface les zéros inutiles.
Exercice : convertir
739 mV = 0,739 V
69,1 mA = 0,0691 A
1,27 A = 1270 mA
0,95 V = 950 mV
Exercice 1 : Définition
Exercice 2 : Convertion A
Exercice 3 : Convertion V
Exemples à retenir :
2000 mV = 2 V
200 mV = 0,2 V
200 mA = 0,2 A
20 mA = 0,02 A
2000 µA = 2 mA = 0,002 A
200 µA = 0,2 mA = 0,0002 A
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B.
La mesure avec le multimètre
Utilisation du multimètre
Pour régler le multimètre il faut :
•
Savoir comment le _____________ dans le circuit où l'on veut mesurer.
•
Savoir quels ____________ utiliser.
•
Savoir quelle position du bouton utiliser : ces positions s'appellent des __________
-
La valeur d’un calibre indique ___________________ mesurable par le multimètre.
-
Plus le calibre est petit, meilleure est la _________________.
Mesure de tension (voltmètre)
Schéma :
Mesure d'intensité (ampèremètre)
Branchement dans le circuit
On le branche en ____________ : un
fil de chaque coté de l’appareil à mesurer
Bornes utilisées
•
On branche les bornes _______ et
•
On utilise les bornes ____________
•
mais toujours la borne _____ :
Les bornes 10A ou mA se branchent du côté
•
•
_______ :
•
La borne V se branche du côté _______,
et la borne COM du côté __________.
Utilisation des calibres (ou position du bouton) :
•
•
On utilise la partie_________
On règle d’abord sur
•
Suivant la valeur, on ajuste le calibre
_________________.
Valeur comprise entre :
200 V et 500 V
20 V et 200 V
2000 mV = 2 V et 20 V
200 mV = 0,2 V
et 2000 mV = 2V
0 et 200 mV = 0,2V
Calibre
On le branche _____________ au
point où on veut mesurer l’intensité.
_____, et la borne COM du côté _____.
•
On utilise la partie ___________
•
On règle d’abord sur le calibre _______
•
et on utilise la borne _____.
Suivant la valeur, on ajuste le calibre et on
change ou non de borne
Valeur comprise entre :
Calibre
Borne
200mA=0,2A et 10A
20mA=0,02 A et
200mA=0,2 A
2000µA=2mA=0,002A et
20mA=0,02 A
200µA=0,2mA=0,0002A
et 2000µA=2mA=0,002A
0 et
200µA=0,2mA=0,0002A
Remarques :
•
Si le multimètre est branché dans l’autre sens, on lira une valeur __________________.
•
Si le calibre est trop petit, on lira ________________ sur le multimètre
•
L’unité affichée dépend du _______________________ utilisé.
•
La précision de l’appareil évalue à combien _______________________ l’appareil.
http://pcmfoad.free.fr/4eme/Multimetre/index.htm
Exemples : Donnez la mesure et évaluez la précision à partir de l’affichage et du
calibre
Affichage
Calibre
Mesure
Précision
0.2
20 V
0,2 V
0,1 V
0.15
2V
0,15 V
0,01 V
152
200 mV
152 mV
1 mV
Exercice 4 : Calibres
Exercice 5 : Calibres Livre 5 p 125
Exercice 6 : Calibres A
Exercice 7 : Calibres A Livre 8 p 126
Exercice 8 : Calibres V Livre 4 p 113
Exercice 9 : Calibres V
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Chapitre 4.1 : Mesures électriques : la tension et l’intensité
Exercice de branchement du multimètre
1. Dessinez à gauche le schéma du circuit indiqué en rajoutant l’appareil de
mesure.
2. Ajouter les fils entre les appareils à droite.
• Placez un générateur, un moteur en série.
• Mesurez la tension aux bornes du moteur.
Moteur
-
+
VΩ COM 10A
Générateur
•
•
Placez un générateur, un interrupteur
et une lampe en série.
Mesurez la tension aux bornes de la
lampe.
Interrupteur
VΩ COM 10A
-
+
Générateur
Lampe
•
•
Placez un générateur, une résistance et une
lampe en série.
Mesurez l’intensité qui sort de la résistance.
Résistance
-
+
VΩ COM 10A
Générateur
•
•
Placez un générateur, un moteur et une
lampe en dérivation.
Mesurez l’intensité qui sort de la
lampe.
Moteur
-
VΩ COM 10A
+
Générateur
La mpe
Exercice 10 : Bornes V Livre 2 p 113
Exercice 11 : Branchement Schéma A et V
Exercice 12 : Schéma A et V Livre 5 p 138
Exercice 13 : Schéma A et V
Exercice 14 : Schéma A et V Livre 7 p 114
C.
Tension et courant
A retenir :
La tension aux bornes d’un interrupteur est toujours faible, même si le courant circule
Lorsque qu’un circuit est ouvert l’intensité est nulle quelque soit la tension du
générateur.
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Chapitre 4.1 : Mesures électriques : la tension et l’intensité
Exercice 15 : Différence Tension et courant
Evaluation :
Définitions, unité, appareil de mesure
Différence entre tension et courant
Schéma, branchement calibre et précision d’un multimètre
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Chapitre 4.1 : Mesures électriques : la tension et l’intensité
Bilan :
322 1
L'intensité d'un courant électrique se mesure avec un ampèremètre
branché en série.
322 2
Un ampèremètre se branche en série.
143 3
Unité d'intensité : l'ampère.
125 4
Symbole normalisé de l'ampèremètre.
121 5
Suivre un protocole donné (utiliser un ampèremètre).
122 6
Mesurer une intensité (lire une mesure).
122 7
Mesurer une intensité (estimer la précision d'une mesure).
122 8
Mesurer une intensité (optimiser les conditions de mesure).
143 9
Associer les unités d'intensité aux grandeurs d'intensité.
125 10
Faire un schéma de la mesure avec l'ampèremètre, en respectant des
conventions.
322 11
La tension électrique aux bornes d'un dipôle se mesure avec un
voltmètre.
322 12
Un voltmètre branché en dérivation aux bornes du dipôle dont on veut
mesurer la tension.
143 13
Unité de tension : le volt.
125 14
Symbole normalisé du voltmètre.
322 17
Une tension peut exister entre deux points d'une portion de circuit non
parcourue par un courant.
322 18
Certains dipôles (fil, interrupteur fermé) peuvent être parcourus par un
courant sans tension notable entre leurs bornes.
121 19
Suivre un protocole donné (utiliser un voltmètre).
122 20
Mesurer une tension (lire une mesure).
122 21
Mesurer une tension (estimer la précision d'une mesure).
122 22
Mesurer une tension (optimiser les conditions de mesure).
143 23
Associer les unités de tension aux grandeurs de tension.
125 24
Faire un schéma de mesure avec un voltmètre, en respectant des
conventions.
6
25
Observer les règles élémentaires de sécurité dans l'usage de
l'électricité.
Voici les calibres disponibles sur un
ampèremètre : 2 mA, 20 mA, 200 mA, 10 A
Choisi le calibre le mieux adapté pour mesurer
chacune des intensités suivantes :
a) 0,16 A
b) 4 A
c) 0,15 mA
d) 15 mA
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