Circuits électriques en courant continu

(noms des auteurs)
Électricité et magnétisme
203-NYB-05
Laboratoire no1
Circuits électriques en courant continu
Travail présenté à
M. Richard FRADETTE
Cégep de Saint-Jérôme
Centre collégial de Mont-Laurier
(date)
Laboratoire no1
Circuits électriques en courant continu
1 - BUTS
Vérifier les valeurs de résistances seules obtenues avec un ohmmètre, avec le code de couleur sur les
résistances et avec la loi d'Ohm (avec V pile et I pile). Assembler le montage de circuits électriques simples et
mixtes. Vérifier les résistances équivalentes des groupements simples et mixtes obtenues avec un
ohmmètre, avec la loi d’Ohm (avec V pile et I pile) et avec la relation théorique (avec R 1, R 2 et R 3 ). Vérifier la
loi des nœuds et la loi des mailles des circuits simples et mixtes.
2 - MATÉRIEL
-
1 pile 6 V
3 résistances: 150 , 270  et 330 
1 multimètre avec le manuel d’utilisation
fils électriques avec pinces
3 – SCHÉMAS
E
R
Résistance seule avec pile
R2
R1
E
R3
E
R1
R2
Circuit série
R3
Circuit parallèle
R1
R1
R3
R2
R3
R2
E
E
Circuit mixte B
Circuit mixte A
4 - MÉTHODE EMPLOYÉE
4-a) - Méthode de mesure
Un multimètre est employé comme voltmètre et ampèremètre pour mesurer la tension et le courant partout
dans les trois circuits électriques composés d'une pile et de résistances.
Le multimètre est ensuite employé comme ohmmètre pour mesurer la résistance du circuit afin de la
comparer avec la valeur calculée et la valeur indiquée par le fabricant sur la résistance elle-même.
4-b) - Méthode d'analyse
La loi d'Ohm est employée pour calculer la résistance à l'aide des valeurs de tension et de courant dans les
circuits comprenant une résistance seule avec une pile. Puis, les droites d'incertitudes montrent
graphiquement quelle méthode est la meilleure pour déterminer la résistance.
La loi d'Ohm est également vérifiée pour les autres circuits.
V  R I
où
et
V
R
I
est la tension (en volts),
est la résistance (en ohms)
est le courant (en ampères).
Pour le circuit série, la somme des tensions aux bornes des résistances est comparée au «voltage» de la
pile. Pour le circuit en parallèle, la somme des courants dans les résistances est comparé au courant de la
pile. La loi des nœuds et des mailles est vérifiée en détails pour les circuits mixtes A et B. La résistance
équivalente calculée à l’aide de Vpile et Ipile est comparée à celle calculée à l’aide de R1, R2 et R3 pour les
circuits ayant trois résistances.
5 - DÉROULEMENT DE L'EXPÉRIENCE
6 - RÉSULTATS
6-a) - Tableaux
Tableau 1 : Résistance seule
Élément
V
R
I
de
volts
ohms
milliampères
circuit
 ______
 _____
 _____
Résistance n°1
Résistance n°2
Résistance n°3
Tableau 2 : Comparaison de résistance
Élément
Rthéorique
Rexpérimentale
Rfabricant
de
ohms
ohms
ohms
circuit
 _____
 _____
 _____
Résistance n°1
Résistance n°2
Résistance n°3
Tableau 3 : Groupement série
Élément
V
R
I
de
volts
ohms
milliampères
circuit
 _____
 _____
 _____
Résistance n°1
Résistance n°2
Résistance n°3
Groupe n°123
Pile
---
-----
Tableau 4 : Groupement parallèle
Élément
V
R
I
de
volts
ohms
milliampères
circuit
 _____
 _____
 _____
Résistance n°1
Résistance n°2
Résistance n°3
Groupe n°123
Pile
---
-----
Tableau 5 : Groupement mixte A
Élément
V
R
I
de
volts
ohms
milliampères
circuit
Résistance n°1
Résistance n°2
Résistance n°3
Groupe n°123
Pile
---
-----
Tableau 6 : Groupement mixte B
Élément
V
R
I
de
volts
ohms
milliampères
circuit
 _____
 _____
 _____
Résistance n°1
Résistance n°2
Résistance n°3
Groupe n°123
Pile
---
-----
Tableau 7 : Loi des nœuds
Circuit
Ithéorique
Iexpérimentale
milliampères
milliampères
 _____
 _____
Groupement
parallèle
Groupement mixte A
Groupement mixte B
Tableau 8 : Loi des mailles
Circuit
Vthéorique
Vexpérimentale
volts
volts
 _____
 _____
Groupement série
Groupement mixte A
Groupement mixte B
Tableau 9 : Résistance équivalente
Circuit
Circuit série
Circuit parallèle
Circuit A
Circuit B
Rthéorique
Rexpérimentale
Rfabricant
ohms
ohms
ohms
 _____
 _____
 _____
6-b) – Graphiques
Résistance n°1
Valeur
calculée
Valeur
mesurée
Valeur du
fabricant
0
0
0
1
1
1
1
Résistance ()
Résistance n°2
Valeur
calculée
Valeur
mesurée
Valeur du
fabricant
0
0
0
1
1
1
1
Résistance ()
Résistance n°3
Valeur
calculée
Valeur
mesurée
Valeur du
fabricant
0
0
0
1
Résistance ()
1
1
1
6-c) - Calculs
Résistance seule
R

théorique 150
V
I
=


expérimentale 150
=
expérimentale 150
R
R

théorique 150

théorique 270
 Vexpérimentale 150 I expérimentale 150  Vexpérimentale 150

=
+
=
 Vexpérimentale 
 I expérimentale 


I
expériment
ale
150
150 
150

V
I
=


expérimentale 270
=
expérimentale 270
R

théorique 270
R

théorique 330
 Vexpérimentale 270 I expérimentale 270  Vexpérimentale 270

=
+
=
 Vexpérimentale 





I
I
expérimentale 270 
expérimentale 270
270

V
I
=


expérimentale 330
=
expérimentale 330
R
théorique
 Vexpérimentale 330 I expérimentale 330  Vexpérimentale 330


=
+
=
330
 Vexpérimentale 



I
expérimentale 330  I expérimentale 330
330


Loi des nœuds
Circuit parallèle :
I

théorique parallèle
= I 1 parallèle + I 2  parallèle + I 3  parallèle =
I théoriqueparallèle = I 1 parallèle + I 2  parallèle + I 3  parallèle =
Circuit A :
I
  I   I 
théorique A
1 A
2 A

I théoriqueA  I 1 A  I 2 A 
Circuit B :
I
  I   I 
théorique B
1 B
23 B

I théoriqueB  I 1 B  I 23 B 
Loi des mailles
Circuit série :
V

théorique série
= V 1série + V 2 série + V 3 série =
Vthéoriquesérie = V 1série + V 2 série + V 3 série =
Circuit A :
(Vthéorique) A  V12 A  V3 A 
(Vthéorique) A  V12 A  V3 A 
Circuit B :
V
  V   V 
théorique B
2 B
3 B

VthéoriqueB  V2 B  V3 B 
Résistance équivalente
Groupement série :
R

théorique série
R

Vsérie
=
I série
=
théorique série
 V
I  V
=  série + série   série =
I série  I série
 Vsérie
R fabricantsérie = R fabricant 1 + R fabricant 2 + R fabricant 3 =
 R fabricantsérie = R fabricant 1 + R fabricant 2 + R fabricant 3 =
Groupement parallèle :
R

théorique parallèle
R
=

théorique parallèle
V parallèle
I parallèle
=
 V parallèle I parallèle  V parallèle

=
+
=
 V

I
parallèle  I parallèle
 parallèle
R fabricant parallèle =
R
1
 + R
fabricant 1
 R fabricant 
 R fabricant parallèle = 
 R fabricant 1
Groupement mixte A :
1
2
1
1
 + R
fabricant 2
+
R
R
1
=

fabricant 3
 R
+
 R
fabricant 2
2
fabricant 2

fabricant 3
2
fabricant 3


2
  R
fabricant  parallèle =


R

théorique A
VA
=
IA
=
R

 V
I  V
=  A + A   A =
IA  IA
 VA
R

=
théorique A
fabricant A
R
R
 R
 +R
fabricant 1
fabricant 1
R

fabricant A


fabricant 2
+ R fabricant 3 
fabricant 2
 R fabricant 1 R fabricant 2 R fabricant 1  R fabricant 2
=

 R fabricant 
R fabricant 2  R fabricant 1  R fabricant 2
1

 R fabricant 1 R fabricant 2

+ R fabricant 3
 R fabricant   R fabricant 
1
2

Groupement mixte B :
R

théorique B
R
 V
I  V
=  B + B   B =
IB  IB
 VB

théorique B
R
VB
=
IB
=
R
  R
 + R
 
R
  R
  R
 
 R
  R
 R
 R
 = 








R
R
R

R


fabricant B
=
fabricant 1
fabricant 1
 R fabricant B
fabricant 1
fabricant 1
7 - ANALYSE
fabricant 2
fabricant 2
fabricant 1
fabricant 1
fabricant 3
fabricant 3
fabricant 2
fabricant 2
  R
  R
fabricant 1
fabricant 1
  R
  R
fabricant 2
fabricant 2

fabricant 3

fabricant 3

  R fabricant  
B


8 - CONCLUSION
9. - ANNEXES
9.a) - Résistance équivalente du circuit A
Pour le circuit ci-joint, on peut montrer que la
résistance équivalente du circuit est donnée par
R1
R3
R2
E
Circuit mixte A
Soit:
R

théorique A
=
R1 R2
+ R3 
R1 +R2
9.b) - Résistance équivalente du circuit B
Pour le circuit ci-joint, on peut montrer que la
résistance équivalente du circuit est donnée par
R1
R2
R3
E
Circuit mixte B
Soit:
RthéoriqueB =
R1 ( R 2 + R 3 )
R 1 + R 2 +R 3