Mesures de tensions et d`intensités.

Intensité et tension électriques
Objectifs.
 Revoir et préciser les propriétés de ces grandeurs électriques.
 Savoir réaliser les montages électriques de base.
Important.
 Lorsque vous réaliserez ou modifierez un montage électrique, vous prendrez soin de
contrôler au préalable que la sortie du générateur n’est pas sous tension (sauf indication
contraire du professeur).
 La mise sous tension sera effectuée après vérification du montage par le professeur.
 Vous n’oublierez pas d’éteindre le générateur avant de défaire un montage.
1. Tension électrique.
A
1.1. Le voltmètre, appareil de mesure de tension.
+
Il permet :
- de mesurer la tension aux bornes d'un générateur seul,
- ou de mesurer la tension entre deux points d'un circuit
électrique ; dans ce cas, on le place en _______________
sur le dipôle aux bornes duquel on veut mesurer la
tension.
Convention. Soit AB le dipôle concerné.
Si la borne "COM" ou "0" du voltmètre est reliée au point
B, on mesure UAB.
Si la borne "COM" ou "0" du voltmètre est reliée au point
A, on mesure UBA.
Vérifier dès maintenant que le multimètre est bien sur la
fonction "voltmètre continu" ; se placer sur le calibre 20 V.
B
A
B
+
1.2. Exploration d'un circuit électrique.
L : 6 V ; 0,1 A
1. Réaliser le circuit schématisé ci-contre. Pour cela, il est
nécessaire d’opérer par boucles successives.
Faire vérifier le montage.
Régler la tension du générateur à environ 6 V.
2. Pour mesurer les tensions indiquées ci-dessous, il suffit de
déplacer le voltmètre sans défaire le montage. Les résultats
pourront être regroupés dans le tableau de la page 2.
E
A
H
10 
P
G +
F
C 33 
B
N
D
calibre 2 A
J
A
I
a. Circuit fermé, mesurer UPN, UNP, UAB, UBA. Observations.
b. Circuit ouvert, mesurer UPN et UAB. Remarques.
c. Circuit fermé, mesurer les tensions aux bornes de quelques fils de connexion (exemple :
UAE et UBC) et de l'ampèremètre UIJ. Observations.
d. Circuit fermé puis ouvert, mesurer la tension UGH aux bornes l'interrupteur. Expliquer et
conclure.
e. Circuit fermé, mesurer les tensions :
 UAB, UBC, UCD
 UAD
 UEF
 UPN.
Observations, interprétations, conclusions.
Tension
en volts
UPN
UNP
UAB
UBA
UAE
UBC
UIJ
UGH
UBC
UCD
UAD
UEF
Circuit fermé
Circuit ouvert
Loi relative aux tensions.
Nommer les tensions fléchées.
Additivité des tensions :
UAC =
A
C
B
UAB + UBC + UCA =
loi des mailles :
2. Potentiel électrique.
X
 Pour explorer le circuit, on peut maintenir la borne "COM"
du voltmètre en un point quelconque du circuit que nous
appellerons R (référence), l'autre borne du voltmètre que nous
appellerons X peut alors être reliée à différents points du circuit.
V
Le voltmètre mesure alors la tension UXR = VX, potentiel
électrique du point X.
Quelle est l'unité de potentiel ?
COM
2.1. Circuit fermé.
Compléter le tableau ci-dessous (les potentiels sont mesurés, la différence de potentiel calculée).
VX
R
VP
VA
VB
VC
VD
VN
VA - VB
Point N
Point C
Commenter :
 Le potentiel d’un point du circuit (par exemple A ou B) dépend-il de la référence choisie ?
 La différence de potentiel (par exemple VA – VB) en dépend-elle ? A quoi est-elle égale ?
2.2. Circuit fermé, la référence R étant en N, observer l'évolution du potentiel électrique le long
du trajet P  G  H  A  B  C  D  I  J  N  P .
Conclure :
 Comment évolue globalement le potentiel de P vers N ? de N vers P ?
 Comment évolue le potentiel le long d’un fil ?
2.3. Circuit ouvert, la référence R étant en N, observer l'évolution du potentiel électrique le long
du trajet P  G  H  A  B.
Observation.
Application. Donner la marche à suivre pour détecter une coupure dans un circuit à l'aide d'un
voltmètre.
2.4. Utilisation du tableur Regressi : tracé de graphiques.
A l’aide du tableau de valeurs ci-dessus, tracer dans le même repère les deux graphqiues
d’évolution des potentiels dans le circuit fermée. Effectuer une analyse comparée.
2.5. La notion de masse.
On donne ce nom au point ou à l’ensemble de points du circuit, noté M,
dont le potentiel est choisi égal à 0. Son symbole figure ci-contre.
M
3. Intensité électrique.
Pour répondre aux questions suivantes, pas de montage à réaliser :
utiliser éventuellement le logiciel de simulation Crocodile Clips.
Considérons le circuit schématisé ci-contre.
Lampe
 Pour mesurer l’intensité du courant électrique dans la
résistance R1, la place de l’ampèremètre dans sa branche a-telle une importance
 Combien y a-t-il de valeurs différentes pour l’intensité ?
Les flécher sur le schéma, en utilisant des lettres.
Quelle est la relation entre ces valeurs ?
+
6V
Lois relatives aux intensités.
1. Pour des éléments associés en série,
l’intensité est la même en tout point.
2. Loi des nœuds.
I=
R2
R1
I1
nœud
I
A
I2
I3