PCL 15 – CARACTERISTIQUE D’UN CONDUCTEUR OHMIQUE I- INTRODUCTION Au cours de cette séance nous souhaitons tracer et étudier la caractéristique d’un conducteur ohmique. La caractéristique d’un composé électronique est la représentation graphique de l’évolution de la tension U aux bornes de ce composé en fonction de l’intensité I du courant qui le traverse. Cette caractéristique représente donc U en fonction de I ou bien encore : U = f(I). II- MONTAGE Soit le circuit ci-dessous. Sur votre bureau, la partie claire du montage a déjà été réalisée. Il s’agit d’un potentiomètre alimentée par une tension alternative. Il permet de délivrer une tension continue et variant entre 0 et 12 V. 6V Terminez le montage en branchant tous les éléments restant en gras sur le schéma. ATTENTION AU CHOIX DU CALIBRE SUR L’AMPEREMETRE !!! Faire vérifier le montage par le professeur avant de brancher le générateur Remarque : le voltmètre et l’ampèremètre doivent être branchés de manière à ce que les mesures effectuées soient positives. rhéostat A a- Recopiez le schéma et y indiquer le sens de circulation du courant. b- Quelles sont les deux grandeurs physiques que vous allez mesurer ? R V III- MESURES Ce générateur alimente une résistance de 330 . Je souhaite simultanément mesurer la tension U aux bornes de la résistance ainsi que l’intensité I du courant qui la traverse. Pour une dizaine de valeurs de la tension U que vous ferez varier entre 0 et 12 V à l’aide du potentiomètre, relevez dans un tableau les couples de valeurs U et I. Remarques importante : Vous devez choisir le calibre de façon à obtenir les mesures les plus précises possibles, c’est à dire comportant le plus de chiffres significatifs. Recopiez le tableau et complétez-le. U (V) I (A) U (V) I (A) 0,50 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 4,0 4,5 5,0 6,0 6,5 7,0 8,0 9,0 9,5 10,0 10,5 11,0 11,5 12,0 Sur la papier millimétré, tracez la représentation graphique U = f(I). Vous choisirez une échelle appropriée. IV- EXPLOITATION DES MESURES En mathématique, on représente toujours y en fonction de x, soit y = f(x). C’est à dire que la grandeur y appelée ordonnée se place sur l’axe des ordonnée qui est l’axe verticale et x appelée abscisse se place sur l’axe des abscisses qui est l’axe horizontale. Or en physique (et en chimie), on ne trace quasiment que des droites. L’équation mathématique d’une droite affine est telle que y = f(x) = ax + b où a est le coefficient directeur de la droite et b l’ordonnée à l’origine. abcdef- Donnez l’équation de la droite calculée. Combien vaut le coefficient directeur a ? Combien vaut l’ordonnée à l’origine b ? A quelle grandeur physique correspond la variable y ? A quelle grandeur physique correspond la variable x ? En déduire l’expression expérimentale de U en fonction de a, I et b. L’expression théorique de la tension U aux bornes d’une résistance R est donnée par la loi d’Ohm : U = RI g- Comparez l’expression expérimentale et l’expression théorique de U (loi d’Ohm). Que remarquez vous ? h- Quelles doivent être les valeurs de a et de b pour que ces deux expressions soient identiques ? i- En déduire la valeur expérimentale de R( attention aux unités). j- Quelle est la valeur théorique de b ? Comparez cette valeur avec la valeur expérimentale ? Expliquez. k- A l’aide du tableur excel, tracez la représentation graphique U =f(I). l- Donnez l’équation de la droite obtenue.