Stage 1°STI 2002. Académie d’Aix-Marseille
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TP cours Utilisation du multimètre
Comme son nom l’indique, le multimètre numérique permet de mesurer (mètre) plusieurs (multi) grandeurs.
Il faut donc avant toute mesure choisir la fonction : Ampèremètre, Voltmètre, Ohmmètre….
Ampèremètre :
Voltmètre :
Ohmmètre :
Comme tout appareil de mesure, il ne doit pas modifier le fonctionnement du circuit.
Lors de son utilisation en ampèremètre, il est branché en série dans le circuit.
Lors de son utilisation en voltmètre il est branché en parallèle.
Dans ces deux cas, le circuit électrique est donc modifié.
Le but de la manipulation est de déterminer l’effet de l’appareil de mesure sur la mesure !!!
I.Modélisation de l’appareil de mesure.
1.Voltmètre.
Utilisé en voltmètre, le multimètre est électriquement équivalent à une résistance Rv.
On désire déterminer la valeur de Rv pour les différents calibres du voltmètre.
a)Montage
On réalise le montage ci-dessous :
b)Mesures
Relever la valeur de Rv pour chacun des calibres. On présentera les résultats sous forme de tableau.
Interpréter les indications fournies par le voltmètre.
I
A
Placé en série dans le circuit, il mesure
l’intensité du courant qui le traverse
V
UAB
A
B
Placé en dérivation dans le circuit, il mesure la
différence de potentiel (tension) qui existe
entre les points A et B du circuit
R
Branché directement sur la résistance isolée,
il affiche la valeur de celle-ci.
V
UAB
A
B
UAB
A
B
Rv
V
+
+
Représenter le circuit
électrique équivalent
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2.Ampéremètre.
Utilisé en ampèremètre, le multimètre est électriquement équivalent à une résistance RA.
On désire déterminer la valeur de RA pour les différents calibres de l’ampèremètre.
a)Montage
Proposer le schéma du montage à réaliser utilisant un ohmmètre :
b)Mesures
Relever la valeur de RA pour chacun des calibres. On présentera les résultats sous forme de tableau.
Interpréter les indications fournies par l’ampéremètre.
II.Utilisation de l’ampèremètre.
1.Etude expérimentale
a)Montage
Réaliser le montage représenté ci-contre :
b)Expérience
1°mesure :
L’interrupteur k étant ouvert, quelles sont les indications données par les deux ampèremètres ?
2° mesure :
Interrupteur k fermé, relever les valeurs indiquées par chacun des deux ampèremètres.
3° mesure :
On court-circuite l’ampèremètre 2 (On relie avec un fil l’entrée + et l’entrée Com ).
Relever la valeur de l’intensité du courant indiquée par A1.
c)Résultats
A partir des mesures effectuées précédemment répondre aux questions suivantes :
-Quelle est l’intensité du courant dans un circuit ouvert ?
-Que peut-on dire de l’intensité du courant qui circule dans le circuit étudié ?
-L’appareil de mesure ampèremètre modifie-t-il la valeur du courant qui circule dans un circuit ?
2. Interprétation.
2°mesure :
Représenter le circuit électrique équivalent au montage. (On utilisera les résultats obtenus I.2)
Calculer la valeur de l’intensité du courant dans le circuit.
3°mesure :
Représenter le circuit électrique équivalent au montage puis calculer la valeur de l’intensité du courant.
Les résultats théoriques sont-ils conformes aux résultats expérimentaux ?
3. Ampèremètre parfait
A quelle condition sur la résistance R pourra-t-on négliger les perturbations apportées par l’ampèremètre ?
Si on voulait que la mesure ne perturbe pas le circuit, (ampèremètre parfait), quelle devrait être la valeur de RA ?
Justifier le schéma modélisant l’ampèremètre parfait :
I
A
I
RA
Représenter le circuit
électrique équivalent
R = 1k,
E = 5V
A2
A1
R
+
+
k
E
I
A
UA=0V
Ampèremètre parfait
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II.Utilisation du voltmètre.
1.Etude expérimentale
a)Montage
On considère le montage représenté ci-contre :
b)Expériences
1° mesure :
L’interrupteur k étant ouvert, relever les indications des deux multimètres et les justifier.
2° mesure :
On ferme l’interrupteur k. Relever les indications des deux voltmètres.
Les deux résistances étant égales, justifier la relation qui existe entre les deux valeurs.
3° mesure :
Interrupteur k fermé, on débranche le voltmètre 1.
Relever la valeur indiquée par le voltmètre 2.
c)Résultats
A partir des mesures effectuées précédemment répondre aux questions suivantes :
L’appareil de mesure voltmètre peut-il modifier les valeurs des tensions existant dans un circuit ?
2. Interprétation.
2°mesure :
Représenter le circuit électrique équivalent au montage. (On utilisera les résultats obtenus I.1)
Calculer la valeur de la tension aux bornes de chacune des deux résistances.
3°mesure :
Représenter le circuit électrique équivalent au montage puis calculer la valeur de la tension mesurée par V2.
Les résultats théoriques sont-ils conformes aux résultats expérimentaux ?
3. Voltmètre parfait
A quelle condition sur la résistance R pourra-t-on négliger les perturbations apportées par l’ampèremètre ?
Si on voulait que la mesure ne perturbe pas le circuit, (voltmètre parfait), quelle devrait être la valeur de RV ?
Justifier le schéma modélisant l’ampèremètre parfait :
E = 5V
R = 1M
R
+
+
k
E
R
V2
V1
V
UAB
A
B
I = 0
Voltmètre parfait
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