Etude d`une résistance électrique

Etude d’une résistance électrique 1 / 6
Etude d’une résistance électrique
Signal continu
Définition
Un signal continu est
un signal analogique dont la valeur
reste constante au cours du temps.
Schéma
Ouvrez sous Isis le fichier « resistance1.dsn ».
Fichier « resistance1.dsn »
La résistance est branchée sur un générateur Continu.
Modifiez le schéma en plaçant un voltmètre et un
ampèremètre pour les mesures.
N’oubliez pas de couper le circuit pour placer l’ampèremètre.
Cliquez sur le mode instruments virtuels pour choisir
:
 Un voltmètre continu (DC VOLTMETER)
 Un ampèremètre continu (DC AMMETER)
Calcul de la résistance
Le ballon électrique a une capacité de 150l.
Il est équipé d’une résistance électrique de puissance 1800W.
 Formules à connaitre :
P U I
et
U R I
 Calculez sa résistance électrique R :
u
t
0

Etude du courant électrique 2 / 6
Tension
Sélectionnez et réglez le générateur DC (U=230V).
Pour réactualiser un diagramme, il faut le sélectionner puis appuyer sur la barre d’espacement.
Pour l’ouvrir dans une fenêtre cliquez 2 fois sur sa barre de titre.
Tracez le diagramme de la t
ension.
Quelle est la forme du signal ?
Quelle est la valeur de la tension :
Passez en simulation et relevez la valeur donnée par le
voltmètre : U =
Trouvez-vous les mêmes valeurs ?
Courant
Tracez le diagramme de l’intensité.
Quelle est la forme du signal ?
Quelle est la valeur de l’intensité :
Passez en simulation et relevez la valeur donnée par
l’ampèremètre : I =
Trouvez-vous les mêmes valeurs ?
Calculez l’intensité à partir de la valeur de la résistance
Trouvez-vous les mêmes valeurs ?

Etude du courant électrique 3 / 6
Puissance
Tracez
le
diagramme de puissance.
Quelle est la forme du signal ?
Quelle est la valeur de la puissance :
Retrouvez-vous la valeur de la puissance électrique du
ballon ?
Quelle est la relation qui permet de calculer la puissance P ?
Calculez la valeur de P à partir des mesures :
Trouvez-vous les mêmes valeurs ?
Signal alternatif sinusoïdal
Définition
u t
est la valeur instantanée du signal : c’est la valeur prise par le signal à un instant t considéré
L’équation est de la forme :
MAX
u t U t
sin
Avec :
MAX
U(ou Û ) la valeur maximale du signal, encore appelée l’amplitude du signal
est la pulsation (en rd/s)
La valeur efficace du signal alternatif sinusoïdal d’amplitude UMAX est :
MAX
U
U
2
Le signal est souvent défini à partir de :
 T sa période (en s)
 Ou f sa fréquence
1
f
T
(en Hz)
La pulsation est liée à la fréquence par la relation :
f
2
0
UMAX
-UMAX
u
t
UEFF
T

Etude du courant électrique 4 / 6
Schéma
Le schéma est
le même que précédemment mais le
générateur continu est remplacé par un générateur
sinusoïdal.
Enregistrez le fichier précédent sous « resistance2.dsn » et
réalisez les modifications.
Sélectionnez et réglez le générateur en signal
sinusoïdal avec une amplitude de 230 V et une fréquence de 50
Hz.
Réactualisez les diagrammes avec la barre d’espacement.
Tension
Tracez le diagramme de la tension.
Quelle est la forme du signal ?
Quelle est la valeur de la tension maximale : Û =
Quelle est la valeur de la tension minimale :
Quelle est la valeur de la tension moyenne :
Quelle est la période T du signal ?
Quelle est sa fréquence ?
La valeur efficace d'une tension sinusoïdale, correspond à la valeur d'une tension continue qui produirait un
échauffement identique dans une résistance.
La relation est la suivante :
2
Û
U
(U étant la tension efficace).
Calculez la valeur efficace de la tension efficace :
Passez en simulation et relevez la valeur donnée par le voltmètre : U =
Quelle est la valeur mesurée par le voltmètre ?
Remplacez-le par un voltmètre AC. Quelle valeur trouvez-vous ?
Quelle est la valeur lue par le voltmètre ?

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Courant
Tracez le diagramme de
l’intensité
.
Quelle est la forme du signal ?
Quelle est la valeur de l’intensité maximale : Î =
Quelle est la valeur de l’intensité minimale :
Quelle est la valeur de l’intensité moyenne :
Quelle est la période T du signal ?
Quelle est sa fréquence ?
La valeur efficace d'une intensité sinusoïdale, correspond à la valeur d'une intensité continue qui produirait un
échauffement identique dans une résistance.
La relation est la suivante :
2
Î
I
(I étant l’intensité efficace).
Calculez la valeur efficace de l’intensité :
Passez en simulation et relevez la valeur donnée par l’ampèremètre : I =
Quelle est la valeur mesurée par l’ampèremètre?
Remplacez-le par un voltmètre AC. Quelle valeur trouvez-vous ?
Quelle est la valeur lue par le voltmètre ?
Puissance
Tracez le graphe de Puissance :
Quelle est la période T du signal
?
Comparez cette valeur à celle du courant ou de la
tension :
Quelle est la puissance maxi ?
Quelle est la puissance mini ?
Calculez la valeur à partir des valeurs maxi de la tension
et de l’intensité :
Les 2 résultats sont-ils égaux ?
Calculez la puissance efficace P à l’aide des valeurs données par les appareils de mesure :
Calculez la puissance efficace P à l’aide de sa valeur maximale :
Les calculs à partir des appareils de mesure et du graphe donnent-ils les mêmes résultats ?
Retrouve-t-on les résultats du courant continu ?
Pourquoi ?
Valeurs efficaces
Calculez la tension maxi qu’il faudrait pour avoir une tension efficace de 230 V :