Mesures de tensions et de potentiels électriques

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Corrigé
MESURES DE TENSIONS ET DE POTENTIELS ELECTRIQUES
Chap.2
I. Tension aux bornes d’un interrupteur
A. Observer le montage suivant - Répondre par Vrai ou Faux - Corriger les affirmations fausses
1) Lorsque l’interrupteur est ouvert :
a) Un courant circule dans le circuit :
b) La tension aux bornes du générateur n’est pas nulle :
c) La tension aux bornes de l’interrupteur est nulle :
d) La tension aux bornes du fil BC est nulle :
2) Lorsque l’interrupteur est fermé :
e) Un courant circule dans le circuit :
f) La tension aux bornes du générateur n’est pas nulle :
g) La tension aux bornes de l’interrupteur est nulle :
h) La tension aux bornes du fil BC est nulle :
 Faire vérifier vos réponses par le professeur avant de poursuivre.
B. Expérience
 Réaliser le montage ci-dessous et répondre de nouveau aux
affirmations suivantes :
1) Lorsque l’interrupteur est ouvert :
a) Un courant circule dans le circuit : FAUX le courant ne circule pas
b) La tension aux bornes du générateur n’est pas nulle : VRAI
c) La tension aux bornes de l’interrupteur est nulle : FAUX la tension est égale à celle du générateur
d) La tension aux bornes du fil BC est nulle : VRAI
2) Lorsque l’interrupteur est fermé :
e) Un courant circule dans le circuit : VRAI
f) La tension aux bornes du générateur n’est pas nulle : VRAI
g) La tension aux bornes de l’interrupteur est nulle : VRAI
h) La tension aux bornes du fil BC est nulle : VRAI
II. Tension électrique et potentiel électrique
A. Analogie circuit hydraulique et circuit électrique
 Cliquer sur le lien suivant : Analogie Tension Intensité puis répondre aux questions suivantes :
1) Quel est l’équivalent de l’interrupteur dans le circuit hydraulique ? la vanne
2) Quel est l’équivalent de la pression dans un circuit électrique ? le potentiel électrique
3) Comment est définie une tension dans l’animation ? C’est une différence de niveau électrique
Quel est son équivalent dans le circuit hydraulique ? C’est une différence de pression
4) Quel est l’autre nom de niveau électrique ? le potentiel électrique
5) Quels sont les porteurs de charge dans un circuit électrique ? les électrons
6) Comment circule le courant électrique ? à l’aide des porteurs de charge
7) Pourquoi la tension aux bornes de l’interrupteur fermé est-elle nulle ? La différence de niveau électrique
est nulle
8) Quel est l’équivalent de l’intensité dans le circuit hydraulique ? le débit
Comment définir cette grandeur ? quantité d’eau par unité de temps
9) Comment peut-on définir l’intensité ? Quantité d’électricité par seconde
B. Relation entre tension électrique et potentiel électrique
 Sur l’alimentation, vous avez trois bornes notées -15V, 0V et +15V que l’on désignera par les points
respectifs N, M et P
 La borne M est appelée la masse de l’alimentation. Elle sert de référence pour les potentiels. Le potentiel
électrique est noté par la lettre V (à ne pas confondre avec l’unité) et s’exprime en volts (V).
 Par convention, le potentiel de la masse est : VM = 0 V.
1) Mesurer les tensions UPM = +15 V ; UNM = -15 V ; UPN = +30 V.
2) Exprimer ces tensions UPM, UNM et UPN en fonction des potentiels VP, VM et VN.
UPM = VP - VM ; UNM = VN - VM ; UPN = VP - VN
A
D
C
B
K

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3) Pourquoi parle-t-on aussi bien de tension électrique que de différence de potentiel (ou d.d.p.) Ceci est la
même chose : la tension électrique est égale à la différence de potentiel électrique
4) En déduire la relation entre la tension UAB et les potentiels VA et VB. UAB = VA - VB
5) Si on veut mesurer le potentiel du point A, quelle tension doit-on mesurer ? UAM
Où se branche la borne COM du voltmètre ? Au point M
C. Mesure de potentiel électrique
1) Régler, à l’aide du voltmètre, le générateur sur une tension UPN = (13 - 0,5x) où x désigne votre numéro de
table : UPN = ............ V
2) Mesurer les valeurs réelles des résistances notées R1 = 220  et R2 = 330 
R1 = ......……....  ; R2 = ...…........ 
 Réaliser le montage suivant en utilisant deux résistances de 220  et 330  dans l’ordre que vous voulez.
 Le point N est pris pour masse électrique. Mesurer les potentiels suivants :
point N
point P
point A
point B
3) Calculer les tensions UAB et UPB à partir des potentiels - Bien détailler un calcul au moins
UAB =
UPB =
 Le point A est pris pour masse électrique. Mesurer les potentiels suivants :
point N
point P
point A
point B
4) Calculer les tensions UAB et UPB à partir des potentiels
UAB =
UPB =
5) Les tensions sont-elles dépendantes de la masse du circuit ? NON
6) Reproduire votre montage à l’aide du logiciel Crocodile Physics en utilisant les valeurs de UPN et des
résistances mesurées.
7) En déplaçant la souris sur le circuit, quel est le point du circuit qui est pris pour masse par le logiciel ?
8) Vérifier les valeurs des potentiels des différents points
point N
point P
point A
point B
9) Dans la barre d’outils alimentation, placer la masse repérée par le symbole ci-dessous au point A. vérifier
les valeurs des potentiels des différents points avec A comme masse.
point N
point P
point A
point B
P
N
A
B