Tracé de la caractéristique intensité

Tracé de la caractéristique intensité - tension d'un dipôle.
Tracé manuel à l'aide d'un logiciel d'acquisition.
Caractéristique d'un conducteur ohmique.
Le système d'acquisition utilisé est "ESAO4" de chez Jeulin. Le logiciel d'acquisition et de traitement
s'appelle "Généris 5+".
Les différentes fonctions du logiciel sont accessibles par la barre de menus, mais on préférera utiliser les
icônes de la barre d'outils quand cela est possible. En se déplaçant devant l’icône une étiquette permet
d’accéder à sa fonction.
1. Acquisition.
1.1. Branchements.
 Réaliser le circuit électrique, le potentiomètre du générateur étant réglé au zéro et le générateur
éteint.
Rp est une résistance de protection : Rp = 47 , dans un premier temps. R est une résistance
inconnue, valeur à déterminer.
 Faire vérifier, ne pas mettre sous tension.
 Lancer le logiciel d'acquisition « Généris ». Sauvegarder sous «caractéristique conducteur
ohmique». Quelle est l’extension du fichier ? Par la suite, sauvegarder régulièrement.
1.2. Paramétrages.
 Cliquer sur l’adaptateur voltmètre et glisser sur l’axe vertical. Cliquer sur l’adaptateur
ampèremètre et glisser sur l’axe horizontal. Ces actions vont nous permettre de tracer la
caractéristique UAB = f(I).
 Capteur V : calibre 25 V ; valeurs instantanées ; limites de la grandeur 0 à 12 V ; pour le réglage
du zéro, il est bien de déconnecter les liaisons du voltmètre avec le circuit et de le court-circuiter.
 Capteur A : calibre 250 mA ; valeurs instantanées ; limites de la grandeur 0 à 200 mA ; effectuer
le réglage du zéro.
Utiliser la validation manuelle afin que l’acquisition soit pilotée par l’expérimentateur.
 Désactiver la commande « Fermer au lancement de l’acquisition ».
1.2. Mesures.
Lancer l’acquisition à l’aide de l’icône « drapeau à damiers ». Faire varier la tension du générateur.
Les points de fonctionnement apparaissent sur l’écran. La commande « OK et suivante » de l’écran de
contrôle permet de valider la mesure et de passer à la suivante. Effectuer ainsi une douzaine de
mesures.
Pour terminer l’acquisition , utiliser l’icône « feu rouge » sur l’écran de contrôle.
2. Traitement.
Dans la barre d’outils, le bouton « u » permet de personnaliser le graphique.
On peut cliquer et glisser sur chaque axe afin de modifier les échelles de représentation.
On peut facilement visualiser le tableau de valeurs…etc.
3. Modélisation.
Utiliser l’outil modélisation.
Il s’agit de trouver la relation mathématique simple qui permet de décrire la représentation
Ordinateur
+
logiciel
d’acquisition et
de traitement
Interface
d’acquisition
A
V
capteur
R
Rp
capteur
UAB
+
I

UAB = f(I).
Vous pouvez soit écrire cette relation, soit utiliser un modèle prédéfini. Activer les paramètres à calculer
et valider. Le logiciel donne la nature de la fonction et les paramètres calculés.
Déterminer la valeur de la résistance R.
4. Compte-rendu.
Mettre un titre au graphique à l’aide de l’outil « annotations ». Insérer le graphe dans le compte rendu.
Effectuer un commentaire.
5. 2ème acquisition.
Permuter les deux conducteurs ohmiques du circuit. Tracer, en superposition avec la caractéristique
précédente, celle du dipôle de résistance 47 . Comparer. Ajouter au compte rendu.
Exercice.
Le graphique ci-dessus représente la caractéristique intensité-tension d’un conducteur ohmique.
1. Commenter le graphe obtenu.
Etablir la relation littérale entre UAB et I.
a. Préciser les unités.
b. Déterminer la valeur de la résistance R.
c. Tracer dans le même repère la caractéristique intensité-tension d’un conducteur ohmique de
résistance R = 100 . Comparer.
2. La puissance électrique consommée par un dipôle
récepteur a pour expression générale :
a. Préciser les unités.
b. Déterminer la puissance consommée pour I = 60 mA.
3. Dans un conducteur ohmique, l’énergie électrique consommée est entièrement transformée en énergie
thermique (chaleur) : c’est l’effet Joule.
a. Quelles applications de l’effet Joule connaissez-vous ?
b. A partir des relations 1 et 2, exprimer P en
fonction de R et I.
c. Vérifier la valeur de P pour I = 60 mA.
d. Déduire de la relation 3 l’expression de I en
fonction de P et R.
4. Le constructeur donne pour ce conducteur ohmique : R = 220 , Pmax = 2 W.
a. Que représentent ces indications ?
b. Calculer les valeurs maximales de l’intensité et de la tension. Que se passera-t-il si ces valeurs sont
dépassées ?
0
5
10
15
20
25
020 40 60 80 100
I (mA)
U (V)
I
UAB
R
P = UAB . I
relation 1
relation 2
relation 3
relation 4