tp mpi 7 acquisition : caracteristique d`un conducteur ohmique

TP 9 DE PHYS : ACQUISITION, CARACTERISTIQUE D’UN CONDUCTEUR OHMIQUE
Objectifs :
Vous familiariser avec l’acquisition de données expérimentales à l’aide d’un ordinateur et avec l’utilisation d’un
tableur
- Tracer la caractéristique tension-intensité d’un dipôle (ici un conducteur ohmique et en déduire sa résistance).
-
A – MONTAGE :
a. A l’aide d’un ohmmètre, mesurez la valeur R (marqué 470 Ω) du conducteur ohmique dont vous voulez tracer la
caractéristique.
b. A l’aide d’un ohmmètre, mesurez la valeur r (marquée 12 Ω) de la résistance du deuxième conducteur ohmique.
Le schéma du montage est le suivant :
Générateur de
tension associé à un
potentiomètre
permettant de faire
varier la valeur de la
tension
A
EA0 (borne rouge – calibre 5V)
+
U2
R
B
U1
U3
EA6 (borne rouge – calibre 1V)
r = 12 Ω
r
C
Ref. (bornes noires)
L’interface d’acquisition (boîte bleue) associée au logiciel WinOrphy permet d’enregistrer une série de mesures. Ce
dispositif ne peut mesurer que des tensions mais il peut mesurer plusieurs tensions en même temps.
L’interface se branche donc au circuit de la même façon qu’un voltmètre. Comme on peut mesurer simultanément
plusieurs tensions, il y a plusieurs bornes V, désignées ici par EA (pour Entrée Analogique) suivi d’un numéro ; ce
sont les bornes rouges (ou jaunes) sur l’interface. Comme dans le cas d’un multimètre “classique“, les bornes COM
sont noires mais elles sont ici appelées Ref (pour Référence). Dans ce type de montage, toutes les bornes Ref
doivent être connectées au même point du circuit appelé masse du circuit.
D’après le schéma du montage, quelle est la tension mesurée par la voie EA0 : U1, U2 ou U3 ? Même question
pour la voie EA6.
d. Réalisez le montage ci-dessous. FAITES VALIDER PAR LE PROFESSEUR AVANT DE LE METTRE SOUS
TENSION.
c.
B – CONFIGURATION DU LOGICIEL D’ACQUISITION (WinOrphy).
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Mettez le générateur sous tension. Réglez la tension du générateur sur 1V.
Démarrez le logiciel WinOrphy. Une fenêtre s’ouvre alors. Choisissez Acquisition.
Dans la fenêtre qui s’affiche ensuite, il faut choisir les voies que vous allez utiliser : Voltmètre 5 V (voie EA0)
et Voltmètre 1 V (voie EA6)
Après avoir choisi vos voies, cliquez sur Poursuivre. Une autre fenêtre s’affiche alors où vous devez choisir le
mode Tableur.
La fenêtre suivante s’ouvre alors. Introduisez (dans symbole) les tensions U1 (voie EA0) et U3 (voie EA6).
Cliquez sur Poursuivre.
Vous arrivez alors sur la fenêtre principale du logiciel. Il ne reste plus qu’à modifier l’abscisse. Pour cela, dans
la barre de menu, allez dans acquisition/paramètres (ou appuyez sur F2) ; choisissez abscisse non définie
et mode point par point ; cochez la case saisie au clavier.
Le logiciel est prêt pour l’acquisition. Pour commencer l’acquisition, appuyez sur
et ensuite il suffit de
taper au clavier sur Entrée pour enregistrer un couple de mesures. Si vous faites une erreur, continuez : vous
pourrez supprimer les points non désirés plus tard (sous Regressi).
Effectuez les mesures. Vous ferez varier la tension U1 de 0 V à 4,9 V. Prenez une dizaine de couples de
mesures.
Une fois tous les points acquis, appuyez sur stop :
. Démarrez le logiciel Regressi sans quitter WinOrphy.
Transférez les mesures sous Regressi en cliquant sur le bouton marqué Reg.
Une fenêtre s’ouvre alors. Ne donnez pas de titre à l’acquisition. Cliquez sur Poursuivre.
C – Exploitation des mesures (Regressi).
On veut tracer la courbe montrant l’évolution de la tension U 2 aux bornes du conducteur R en fonction de l’intensité I
du courant traversant ce dipôle.
a. Représentez I sur le schéma (convention récepteur). A-t-on mesuré directement des valeurs de U2 et I à l’aide de
l’interface et du logiciel WinOrphy ?
b. Utilisez la loi des mailles pour donner une relation entre les tensions U 1, U2 et U3. Déduisez-en l’expression de U2
en fonction des tensions mesurées. Créez la grandeur calculée U2 sur Regressi.
c. Exprimez l’intensité I en fonction d’une des tensions mesurées et de r. Créez la grandeur calculée I sur Regressi.
d. Visualisez la courbe U2 = f(I). Quelle est l’allure de cette courbe ?
e. Tracez cette courbe sous Regressi et donnez son coefficient directeur. Déduisez-en la valeur de la résistance R.