tp 14 : redressement. - page perso

1 STI Génie Electronique T.P. PHYSIQUE APPLIQUEE 1
Ch. Ekstein
Consignes générales pour tous les TP
1) Câbler un circuit électrique en respectant les consignes de sécurité :
- mise en service de l'alimentation électrique puis de la commande après vérification du
montage (par le binôme d'abord, puis par le professeur)
- coupure de la commande puis de l'alimentation (ou déconnexion) avant toute intervention
manuelle dans le circuit
- réalisation du circuit avant de brancher les appareils de mesure en dérivation (voltmètres,
oscilloscope)
2) Maîtriser l'emploi des appareils de mesure : ampèremètre, voltmètre, ohmmètre, multimètre,
oscilloscope :
- donner le résultat d'une mesure avec le maximum de chiffres significatifs compatible avec
les appareils utilisés
- prendre conscience :
- de l'impédance interne des appareils utilisés
- de l'influence de l'emplacement d'un appareil dans un montage
3) Relever de façon autonome les oscillogrammes en y faisant figurer : les grandeurs représentées,
les unités, les échelles et les coordonnées des points remarquables.
Remarque : code des couleurs (résistances à 5 %)
Noir : 0
Marron : 1
Rouge : 2 1er anneau : 1er chiffre
Orange : 3
Jaune : 4 2ème anneau : 2ème chiffre
Vert : 5
Bleu : 6 3ème anneau : multiplicateur (exposant de la puissance de 10)
Violet : 7
Gris : 8 4ème anneau : tolérance (ex. doré : ± 5 %)
Blanc : 9

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TP : critères d’évaluation
Important : la mise sous tension doit être effectuée avec l’autorisation du professeur
binôme
professeur
Oui
non
oui
non
Avez-vous bien organisé le plan de travail ?
Préparation du mesurage :
Avez-vous déterminé, le cas échéant, les composants à
câbler ? (valeurs normalisées)
Avez-vous déterminé les appareils de mesure à placer ?
Avez-vous représenté sur le schéma de câblage les
alimentations et les appareils de mesure ?
Avez-vous précisé le sens de branchement des appareils sur
le schéma ?
Avez-vous expliqué le déroulement du mesurage ?
Le câblage :
Avez-vous respecté le schéma pour l’implantation des
composants ?
Le montage a-t-il été vérifié par le binôme avant d’appeler
le professeur ?
Relevés :
Avez-vous relevé avec soin vos mesures ?
(tableau de mesures, unités, chiffres significatifs…)
Avez-vous interprété vos relevés ? (vérification d’une loi…)

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T.P. 1 : Intensité. Différence de potentiel.
Lois relatives aux réseaux : loi des mailles, des nœuds. Loi d’Ohm.
I. Objectifs
 Régler un multimètre et mesurer (algébriquement) des tensions et des intensités.
 Réaliser un montage à partir de schémas simples. Vérifier les lois des nœuds, des branches et des mailles. .
 Vérifier que, pour un résistor, la relation entre U et I est linéaire.
II. Montages :
1. A 1k B 470  C
+
5 V 680    330
M N
2. I
 1k I1 I2
+
5 V 680 330
* I A
3. A
*
680  V
III. Travail à effectuer B
1. Indiquer sur le schéma n° 1 les noms des tensions correspondant aux flèches, puis mesurer
successivement ces tensions (représenter par exemple le branchement du voltmètre qui mesure
UAN avec * sur la borne d’entrée "V"). Vérifier 3 lois des mailles. (Les mesures seront relevées
avec le maximum de précision : 3 ou 4 chiffres significatifs).
2. A partir du schéma n° 2, tracer le schéma des 3 circuits avec un ampèremètres pour mesurer
l'intensité des 3 courants dans le circuit. Mesurer successivement ces 3 intensités. Vérifier la loi
des nœuds.
3. En faisant varier la tension d’alimentation UAB entre –5 et +5V dans le 3ème montage, relever
quelques couples (I, UAB) et tracer la caractéristique courant-tension du résistor [représentation
graphique de UAB = f(I)]. A partir des points de la courbe, déterminer la relation qui lie UAB (en
V) à I (en A).

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T.P. 2 : Perturbations apportées par les appareils de mesure
Exposé du problème :
L'hypothèse faite jusqu'à présent est que
- l'ampèremètre a une résistance nulle, il n'y a pas de tension à ses bornes
- le voltmètre a une résistance infinie, il n'y a pas de courant qui le traverse
En réalité, ces hypothèses constituent des approximations qui peuvent générer des erreurs de mesure.
I. VOLTMETRE +
 Montage
Le voltmètre a une résistance RV pour un calibre donné.
I
 Mesures :
En faisant varier la tension aux bornes de l’alimentation, * *
mesurer U et I pour déterminer la résistance du voltmètre à V A
différents calibres (2 ; 20 ; 200 V).
 Conclusion : comment varie RV avec le calibre ?
II. AMPEREMETRE
 Montage
L’ampèremètre a une résistance RA pour un calibre donné. boîte à décades 1500
Umax est la chute de tension correspondant à l’intensité maximale.
 Mesures * I
Déterminer RA en mesurant U et I sur 3 calibres (20 ; 2 ; 0,2 mA)
 Conclusion
Comment varie RA avec le calibre ? Quelle est la chute de tension * V
maximale produite par l’ampèremètre utilisé ?
U
III. ERREURS SYSTEMATIQUES dues aux caractéristiques des appareils de mesure.
Exemple : mesurage d’une résistance R par la méthode « voltampèremétrique ».
Deux types de montages peuvent être envisagés :
Montage « aval » ou courte dérivation
I’
A
I i
U R V
R nomin.
U
I’
R mes.
i
i/I’ en %
100 
5 V
100 k
5 V
Mesurer U et I’ ; calculer R mesurée, i et i/I’
Montage « amont » ou longue dérivation
U’’
A
U’ V R U
I
R nomin.
I
U’
R mes.
U’’
U’’/U’ en %
100 
1 V
10 k
1 V
Mesurer I et U’ ; calculer R mesurée, U’’ et U’’/U’
Conclusion quant aux erreurs de mesure effectuées dans chaque cas et au choix à effectuer. On pourra comparer Rmes.
avec la valeur mesurée à l'ohmmètre.
U
A

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T.P. 3 : Potentiomètre, dipôle non linéaire
Objectifs : comprendre le mode de fonctionnement d'un potentiomètre linéaire, ainsi que la non linéarité d'une diode.
I. Potentiomètre.
1. Rôle.
On utilise un potentiomètre pour faire varier la tension entre deux points d’un circuit à partir d’une
alimentation stable ; A et B sont les bornes fixes, C le curseur (variable mécaniquement)
K1 B
2. Schéma du montage
Tension d’alimentation : U = …(voir ci dessous) C K2
Valeurs nominales du potentiomètre :
Rp = 2,2 kentre B et A) ; Pmax= 0,1 W  U x
Résistance à vide : x = 0 à 2,2 k (entre C et A) V Rc
Résistance de charge : Rc = 330 
 Représenter sur le schéma les intensités des courants A
Ip et Ic traversant x et Rc ainsi que la tension UCA .
3. Conditions d’utilisation.
a) Quelle est, pour le potentiomètre à vide, et compte tenu de Pmax , l’intensité maximale du
courant qui peut le traverser, ainsi que la tension maximale à ses bornes ?
b) La résistance de charge Rc a une puissance admissible Pa = 0,25 W. Quelle est l’intensité Ic à ne
pas dépasser ? En déduire la tension maximale à ses bornes.
c) Conclure quant à la tension d'alimentation U à ne pas dépasser.
4. Tableau de mesures.
On prendra U = 5 V.
Réaliser le montage et mesurer UCA en fonction de x à vide (K2 ouvert) puis en charge.
On mesurera x à l’ohmmètre entre C et A après avoir isolé le potentiomètre :
interrupteurs K1 et K2 ouverts.
5. Tracer la courbe de UCA = f(x) à vide, puis en charge. Comment varie UCA en fonction de x ?
6. Calculs théoriques.
a) A vide : déterminer UCA = f(x). Vérifier que la fonction est bien linéaire.
b) En charge : Tracer le schéma ; déterminer UCA = f(x).
II. Etude d'un dipôle non linéaire : diode à jonction
Ce dipôle non linéaire permet de redresser ou de stabiliser une tension ou de l'écrêter, en vue de
protection.
Rp IF A
1. Montage : A
Rp = 3,3 k
2. Conditions d'utilisation :
Le courant admissible est de Imax =1 A E UAK V
3. Mesures : Relever I, U, pour E variable, positif
ou négatif. Déterminer P, RS = U/I (résistance
statique) le tout sous forme de tableau.
4. Graphique : représenter les couples (I, U) K
5. Conclusion.
Comparer la caractéristique obtenue avec celle d'un résistor linéaire.
On définit la résistance dynamique au voisinage d'un point par le rapport r = U/ I soit le
coefficient directeur de la tangente à la caractéristique au point considéré.
Déterminer la valeur de r en quelques points. En déduire comment elle varie quand U augmente.