I – Mesures de grandeurs électriques

TP : MESURES ET CALCULS DE GRANDEURS ELECTRIQUES
Objectifs :
 Mesurer des intensités et des tensions dans un circuit électrique à l'aide de multimètres.
 Mesures de potentiels électriques le long d’un circuit.
 Calculer des puissances électriques.
I – MESURES DE GRANDEURS ELECTRIQUES
1 - Mesures d’intensités
A
P
R
6V
Soit le montage ci-contre contenant :
- un générateur de tension continu délivrant une tension de 6V ;
Rp
- un conducteur ohmique de résistance R = 220 ;
- une diode électroluminescente ;
B
- un conducteur ohmique de résistance Rp = 680 permettant de
protéger la diode.
N
C
1) Indiquer en utilisant différentes couleurs les nœuds, les branches et les mailles sur le schéma ci-contre.
2) Refaire le schéma sur votre compte-rendu en plaçant les ampèremètres qui permettront de mesurer les
intensités des courants dans chaque branche (préciser la nature des bornes des ampèremètres).
3) Réaliser le montage en plaçant dans un premier temps des cavaliers à la place des ampèremètres.
Faire vérifier le montage avant la mise sous tension !
4) Préciser le sens du courant dans chaque branche
5) a) Placer vos ampèremètre et mesurer les intensités des courants :
- I dans le générateur,
- I1 dans le conducteur ohmique de résistance R
- I2 dans la diode.
Utiliser le calibre 200mA de l’ampèremètre.
b) A votre avis quelle est l’intensité du courant dans le conducteur ohmique de résistance Rp ?
6) Quelle relation lie ces 3 intensités ?
2 – Mesures de tensions
1) Refaire le schéma sur votre compte-rendu en plaçant les voltmètres qui permettront de mesurer les
tensions entre les bornes de chaque dipôle du circuit (préciser la nature des bornes des voltmètres)
2) Représenter les tensions UPN, UAC, UAB et UBC par des flèches.
3) Mesurer les 4 tensions.
4) Quelles relations lient ces tensions ?
5) A votre avis, que vaut la tension UNP ? Vérifier.
3 – Mesures de potentiels electriques
Seule une différence de potentiels peut-être mesurée. Pour déterminr le potentiel en tout point d’un circuit,
il faut imposer la valeur du potentiel en un point. On choisit arbitrairement un potentiel nul (V = 0V) en un
point que l’on appelle la masse. Dans le montage précédent le point N est choisi comme référence des
potentiels et doit donc être branché à la borne COM du voltmètre.
1) Mesurer le potentiel des différents points du circuit en mesurant successivement les tensions UPN,
UAN…
2) Compléter le diagramme ci-contre
V (en volts)
12
10
8
6
4
2
Points du
circuit
0
P
A
B
C
N
3) Dans la portion du circuit comportant des récepteurs, le courant circule-t-il dans le sens des potentiels
croissants ou décroissants ?
4) Même question pour la partie contenant le générateur.
5) Que remarque-t-on au niveau d’un fil ?
II – PUISSANCES DANS UN CIRCUIT
ELECTRIQUE
Reprendre le montage du I1.
1- Puissance reçue par un récepteur
0
1) a) Quelle est l’intensité du courant qui traverse la diode ?
b) Quelle est la tension aux bornes de cette diode ?
c) Calculer la puissance électrique reçue par la diode électroluminescente.
2) Répondre aux mêmes questions pour les conducteurs ohmiques de résistances R et Rp.
2- Puissance délivrée par le générateur
Répondre aux mêmes questions pour le générateur et calculez la puissance électrique délivrée par le
générateur.
3- Conclusion
Comparer la puissance délivrée par le générateur à la somme des puissances consommées par les
récepteurs.
Correction TP : MESURES
ET CALCULS DE GRANDEURS ELECTRIQUES
I – MESURES DE GRANDEURS ELECTRIQUES
1 - Mesures d’intensités
1)
A
P
Rp
Noeuds : A, B et C.
R
6V
B
N
C
2) et 4)
A
P
A3
A1
A2
Rp
B
6V
R
N
C
6) a) - Intensité du courant dans le générateur : I =
- Intensité du courant dans R : I1 =
- Intensité du courant dans la diode : I2 =
b) Rp et la diode sont placés en série donc ils sont traversés par un courant de même intensité.
2 – Mesures de tensions
1) 2)
A
P
Rp
R
6V
B
N
C
3) UPN = 6V
UAB =
UAC = 6V
UBC =
4) UPN = UAC = UAB + UBC
5) UNP = - UPN = -6V
V (en volts)
12
3 – Mesures de potentiels electriques
1) UPN = 6V
UAN = 6V
UBN =
UCN = 0V
10
2)
8
6
4
2
0
P
A
B
C
N
3) Dans la portion du circuit comportant des récepteurs, le courant circule dans le sens des potentiels
décroissants.
4) Pour la partie contenant le générateur il circule dans le sens des potentiels croissants.
6) La tension aux bornes d’un fil est nulle.
II – PUISSANCES DANS UN CIRCUIT
ELECTRIQUE
1- Puissance reçue par un récepteur
1) a) L’intensité du courant qui traverse la diode : I2 =
b) La tension aux bornes de cette diode : UBC =
c) La puissance électrique reçue par la diode : Pdiode = UBC x I2 =
2) L’intensité du courant qui traverse R : I1 =
La tension aux bornes de R : UAC = 6V
La puissance électrique reçue par R : PR = UAC x I1 =
L’intensité du courant qui traverse Rp : I2 =
La tension aux bornes de Rp : UAB =
La puissance électrique reçue par Rp : PRp = UAB x I2 =
2- Puissance délivrée par le générateur
L’intensité du courant qui traverse le générateur : I =
La tension aux bornes du générateur : UPN = 6V
La puissance électrique délivrée par le générateur : PG = UPN x I =
3- Conclusion
Pdiode + PR + PRp =
On a donc Pdiode + PR + PRp = PG