LA TENSION DANS LES CIRCUITS ELECTRIQUES

LA TENSION DANS LES CIRCUITS ELECTRIQUES
Tous les circuits ont besoin d'une batterie, d'une pile ou de toute autre source d'énergie. Cette énergie
sert à faire circuler le courant dans le circuit. On peut comparer une batterie à une pompe.
I. Utilisation d'un voltmètre
Une différence de potentiel (on dit aussi d.d.p) se mesure en volt (V). Pour mesurer une tension entre
deux points on place un voltmètre en dérivation entre ces points.
Noter qu'un voltmètre possède une borne appelée + ou V qui est repérée ici par un carré (comme pour
l'ampèremètre, ne pas la confondre avec le + d'un générateur). L'autre borne est noire et est notée COM.
1- Simulation:
Placer un voltmètre aux bornes d'une batterie de force électromotrice 5V qui débite dans une lampe
témoin de telle façon que sa borne + soit dirigée vers le + de la batterie.
Questions:
1- Lire la valeur de la d.d.p au voltmètre et donner l'intensité du courant débitée par la batterie.
2- Supprimer la lampe. Que valent la d.d.p et l'intensité du courant ? Qu'a-t-on vérifié à l'aide de ces
deux expériences?
3- Remplacer le voltmètre par un autre dont le + est relié au moins de la batterie et lire la valeur indiquée
par l'appareil.
4- Si on appelle V+ le potentiel de la borne + de la batterie et V- le potentiel de l'autre borne, que mesure
le voltmètre dans chaque cas ?
question 2 :
question 3 :
Remarque: bien noter que les potentiels V+ et V- sont inconnus et resteront toujours inconnus, seule la
d.d.p (V+-V-) ou (V--V+) est accessible à l'aide du voltmètre: c'est la tension électrique.
2- Manipulation:
Construire sur platine le montage précédent et reprendre les mêmes mesures.
Les réponses aux questions 1 à 3 sont-elles modifiées? Si oui, de quelle manière?
II. Tensions dans un circuit série
1- Simulation:
Réaliser le circuit ci-dessous.
D
UCD
C
UBC
A
B
UAB
Pour indiquer une tension entre deux points dans un schéma; on place une flèche entre les points
considérés, la pointe dirigée vers le premier point de la différence de potentiel (UAB = VA–VB pointe en A)
Questions (utiliser le tableau ci-dessous pour répondre):
1- Le circuit est ouvert. Relever les valeurs des tensions UAB=(VA-VB), UBC=(VB-VC), UCD=(VC-VD) aux
bornes de chaque composant et UAD=(VA-VD) la tension totale.
Quelle relation existe-t-il entre la tension totale et les trois autres tensions?
2- Fermer le circuit et mesurer à nouveau ces quatre tensions. La relation est-elle encore vérifiée?
3- Remplacer l'interrupteur par une sonnerie. Mesurer les mêmes grandeurs. La relation est-elle encore
vérifiée?
4- Mettre à 3V la valeur de la force électromotrice de la batterie. Mesurer les mêmes grandeurs. La
relation est-elle encore vérifiée?
UAB
UBC
UCD
UAD
question 1
question 2
question 3
question 4
Formuler une conclusion.
2- Manipulation:
Construire sur platine le 1er montage en remplaçant une des lampes par une résistance de 120 et
reprendre les mêmes mesures.
La conclusion précédente est-elle toujours vérifiée? Sinon, la corriger.
III Tensions dans un circuit parallèle
1- Recherche:
A votre avis, pour chacun de ces
montages, que peut-on dire des
tensions indiquées par les
voltmètres lorsque l'on aura fermé
l'interrupteur du circuit?
2- Simulation:
Réaliser le circuit et vérifier vos
réponses.
3- Manipulation:
Construire sur platine le 1er montage
en remplaçant les composants par
une lampe, une résistance de 120
et une résistance de 220, la fem
du générateur étant fixée à 5V et
vérifier les mesures.
Formuler une conclusion.
IV. Exercices
A
B
C
Flécher la tension UBC. Donner son expression
puis calculer sa valeur. Vous donnerez la loi utilisée.
A
B
C
D
Exprimer puis calculer UCD. Donner la loi utilisée.
Comment peut-on savoir quelle est l'ampoule qui
supporte la d.d.p la plus élevée en regardant
simplement le circuit ci-contre?
UK
Ug
UH
UI
Après avoir donné leurs expressions, calculer les
d.d.p UH et UI. Vous donnerez la loi utilisée.
UJ