montage potentiometrique
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Sujet 19 1/5 MONTAGE POTENTIOMETRIQUE DIVISEUR DE TENSION 1. PRESENTATION 1.1. LE SYMBOLE C A B 1.2. ETUDE DU FONCTIONNEMENT A l'aide d'un ohmmètre mesurer la résistance RAB entre les bornes A et B. RAB = Pour les positions approximatives suivantes du curseur C, mesurer RAC et RCB. Remplir le tableau C est en A RAC= RCB= C est au tiers de AB RAC= RCB= C est au milieu de AB RAC= RCB= C est en B RAC= RCB= Entre quelles valeurs varie la résistance RAC? <RAC< Quelle est la relation entre RAB, RAC et RCB? RAB = 2. UTILISATION D'UN RHEOSTAT 2.1. MONTAGE Réaliser le montage suivant et faire vérifier avant de mettre sous tension. A borne noire à côté borne verte, RP B borne noire sur l'autre face, 22 C borne rouge. A 6V + C I B A Calculer la valeur théorique de l'intensité du courant dans le circuit si on met C en A dans les deux cas suivants : la résistance RP n'a pas été mise la résistance RP a été insérée dans le circuit I= I= Quel est le rôle de cette résistance ? Sujet 19 2/5 2.2. INTERET DU MONTAGE Déplacer le curseur. Que constatez-vous ? Exemple d'utilisation : remplacer RP par l'ampoule et faire varier le curseur. Qu'observez-vous ? Quel est le principe de fonctionnement de ce montage permettant de régler la luminosité de l'ampoule ? 3. UTILISATION EN POTENTIOMETRE 3.1. LE MONTAGE DIVISEUR DE TENSION Réaliser le montage suivant sur Crocodile. A C UCB B Faire varier la position du curseur. Observer la tension UCB. Quel est l'intérêt de ce montage? Observer le courant débité par le générateur. Pourquoi ce courant ne varie-t-il pas? Recommencer l'expérience avec une autre valeur de RAB. Pour le potentiomètre. Les valeurs extrêmes de variations de UCB sont-elles modifiées? 3.2. EXPERIENCE Réaliser le montage précédent sur la platine et faire vérifier avant de mettre sous tension. A 6V + UAB C V V B UCB Sujet 19 3/5 Régler le potentiomètre pour avoir UCB=2,5V. Supprimer l'alimentation et mesurer à l'ohmmètre RAB et RCB Remplir le tableau suivant: UAB RAB UCB RCB UCB/UAB RCB/RAB Quelle relation a-t-on voulu mettre en évidence? En déduire l'expression de UCB UCB = 4. MONTAGE A DEUX RESISTANCES A 4.1. LE DIVISEUR DE TENSION Soit le circuit suivant. U B V R1 + C R2 V B Si l'on veut comparer ce circuit au précédent à quoi correspondent RAB et RBC. En utilisant l'expression de UCB en déduire l'écrire de U2 en fonction de U, R1 et R2. U2 = Cette formule est la formule du diviseur de tension U2 Sujet 19 4/5 4.2. EXEMPLE DE CALCUL I U1 R1 U R2 U2 U2 U Calculer ce rapport pour les couples de résistances suivants. La formule du pont diviseur nous donne R1= 220 R2= 100 U2 U R1= 22k U2 U R2= 10k R1= 22M R2= 10M U2 U 4.3. EXPERIENCE L'alimentation sera réglée sur 12V continu. U2 dans les trois cas et comparons les mesures aux calculs. U Représenter le schéma du circuit avec deux voltmètres permettant de mesurer U et U2. Vous préciserez la position de la borne COM des appareils. Mesurons le rapport Après avoir fait vérifier votre montage, mesurer U et U2 au voltmètre et compléter le tableau. R1= 220 mesure de U = mesure de U2 = mesure _ de _U 2 mesure _ de _U valeur calculée U2 U Analyser les résultats R2= 100 R1= 22k R2= 10k R1=22M R2=10M Sujet 19 5/5 4.4. EXPLICATION Sur la documentation du voltmètre continu, relever la résistance du voltmètre RV = Refaire le schéma de mesure de U2 en remplaçant le voltmètre par sa résistance RV. Refaire le schéma ci-dessus en remplaçant les deux résistances en parallèle par leur résistance équivalente REQ. On appellera U3 la tension aux bornes de REQ. Donner les expressions permettant de calculer 1/REQ et U3/U. Pour savoir si la relation du pont diviseur est vérifiée il faut donc comparer les mesures, non U U pas au calcul de 2 , mais au calcul de 3 . Remplir le tableau. U U R1= 220 R2= 100 R1= 22k R2= 10k R1=22M R2=10M 1/REQ = REQ = U3 U valeur mesurée au 4.3 La relation du pont diviseur est-elle maintenant vérifiée ? On comprend que, rajouter un appareil pour effectuer une mesure, modifie le circuit. En effet, un appareil réel n'est jamais idéal. Ici, le voltmètre présente une résistance non infinie et le courant qui le traverse n'est donc pas nul. Comparer REQ et R2 dans les trois cas. Que remarquez vous d'intéressant? Quand peut-on considérer qu'un voltmètre est idéal?
