Bac Pro - Mesure en courant continu

LPP11
Niveau : Bac Pro
Option : FMB
Unité : Electricité I
Courant Continu
MESURE EN COURANT CONTINU
Fiche professeur 1/4
B.O.
Extrait du référentiel:
Champ d'application
•
Tension et Intensité
Exemples d'activités mises en œuvre au cours de séances
de travaux pratiques
•
Mesure d'intensité ou de tension en vue de vérifier
une loi
Objectifs :
Réaliser un montage expérimental à partir d'un schéma.
Utiliser un appareil de mesure.
Exécuter un protocole expérimental.
Régler un appareil.
Respecter les règles de sécurité.
Rendre compte d'observations.
Liste de matériel :
Poste élève:
•
Une alimentation 6-12V/5A réf. 04851
•
Interrupteur simple sur socle réf. 04162
•
Supports pour ampoule BT réf. 03994
•
Ampoules BT réf. 03703
•
Express Connect réf. 02038
•
Résistances 33 Ω réf. 08709
•
Deux multimètres réf. 01266
•
Cordons de sécurité
•
•
•
Poste professeur :
matériel en double
matériel de première urgence réf. 16489
Mots clés :
Intensité
Tension
Résistance
Série
Parallèle
Courant continu
Lampe
Voltmètre
Trucs et astuces :
On pourra utiliser la gamme Sécucontact avec la platine de câblage et les composants associés.
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Courant Continu
Fiche Professeur 2/4
T.P. :
1)
Mesure d'une intensité:
Par convention, le courant électrique circule de la borne + à la borne – à l'extérieur du générateur.
L'intensité I du courant se mesure avec un ampèremètre qui se place en série dans le circuit électrique.
circuit électrique n°1
a.
Dessiner le schéma du circuit électrique
n°1, en y insérant un ampèremètre pour
mesurer l'intensité au point C.
P
N
P
N
F
A
F
A
B
E
B
E
C
A
D
C
b.
D
Réaliser ce montage.
Appeler le professeur pour faire vérifier votre montage.
c. Mesurer l'intensité au point C : IC = 0,07A
d. Déplacer l'ampèremètre pour mesurer les intensités suivantes:
ID = 0,07A
; IF = 0,07A
; IA = 0,07A
e. Déduire, d'après vos résultats, une relation entre IC; ID ; IF et IA :
IC = ID = IF = IA = 0,07A
Première loi des intensités :
L'intensité est la même en tout point d'un circuit série
f.
Schématiser le circuit électrique n°2 ci-contre.
N
I
P
P
A
C
B
g.
D
C I1
F
E
E
I2
circuit électrique n°2
Réaliser le circuit électrique n°2.
Appeler le professeur pour faire vérifier votre montage.
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Fiche professeur 3/4
h.
i.
Mesurer les intensités suivantes, en ampère, et arrondir au centième :
I au point P: I= 0,28 A
I1 au point C: I1= 0,18 A
I2 au point E: I2= 0,1 A
Déduire, d'après vos résultats, une relation entre I; I1 et I2:
I= I1 + I2= 0,28 A
Deuxième loi des intensités:
Dans un circuit en dérivation, on utilise la loi des nœuds. La somme des intensités des courants
qui arrivent à un nœud, est égale à la somme des intensités des courant qui en repartent.
I3
Exemple : I1 + I2= I3 + I4 + I5
I1
2) Mesure d'une tension :
I2
I4
I5
La tension U se mesure avec un voltmètre qui se place en parallèle sur les bornes du dipôle dont on mesure
la tension. Par convention, on note UAB la tension aux bornes du dipôle AB. (entrée du voltmètre sur A et
sortie sur B)
Exemple :
UAB
A
B
V
a.
Dessiner le schéma du circuit électrique n°1 en y
ajoutant le voltmètre permettant de mesurer la
tension aux bornes du dipôle CD.
P
circuit électrique n°1
N
P
N
F
A
F
A
B
E
B
E
C
D
V
b.
C
D
Réaliser ce montage.
Appeler le professeur pour faire vérifier votre montage.
c.
Mesurer la tension UCD, en volt, aux bornes du dipôle CD et arrondir au dixième:
UCD = 2,5 V
d.
Déplacer le voltmètre pour mesurer les tensions suivantes, en volt et arrondir au dixième :
UPN = 6 V
e.
; UEF = 3,5 V
; UCF = 6 V
En déduire une relation entre les tensions :
UCD ; UCF et UEF :
UCD + UEF = UCF
UPN ; UCD et UEF :
UCD + UEF = UPN
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Courant Continu
Fiche professeur 4/4
Première loi des tensions :
La tension aux bornes de plusieurs dipôles en série est égale à la somme des tensions aux bornes
de chacun de ces dipôles.
f.
Réaliser, de nouveau le circuit électrique n°2.
Appeler le professeur pour faire vérifier votre montage.
g.
Mesurer les tensions suivantes en volt et arrondir au dixième :
UPN = 6 V ; UCD = 6 V ; UEF = 6 V
h.
En déduire une relation entre les tensions UPN ; UCD et UEF .:
UPN = UCD = UEF
Deuxième loi des tensions :
La tension aux bornes de plusieurs dipôles en dérivation est la même.
3) Association d'éléments résistants en série:
a.
I
Compléter le tableau ci-dessous, à l'aide des valeurs trouvées précédemment pour le circuit
n°1 (arrondir les valeurs trouvées pour les résistances au dixième).
U
U
U
UCD
UEF
UCF
RCD + REF
RCD = CD
REF = EF
RCF = CF
I
0,07
2,5
b.
3,5
6
I
35,7
50
I
85,7
85,7
En déduire une relation entre : RCD ; REF et RCF.
RCD + REF = RCF
Première loi :
Lorsque des résistances sont associées en série, la résistance totale du circuit est égale à la
somme des résistances constituant ce circuit.
4) Association d'éléments résistants en parallèle:
Exemples :
D'après les valeurs trouvées sur le montage ci-contre:
Calculer les résistances suivantes en Ω et arrondir à
l'unité.
R1 = 6 =33Ω
0,18
R2 = 6 =100Ω
0,06
R3 = 6 =333Ω
0,018
En déduire une relation entre la résistance
équivalente du circuit R est R1 , R2 et R3.
1 1
1
1
= +
+
R R1 R2 R3
A
B
I
UAB = UDC = UFE = UHG = 6V
I = 0,25A
C
D
B
A
I1 R1
I1 = 0,18 A
I2 = 0,06 A
I3 = 0,018 A
E
F
D
I2 R2 C
G
H
E
I3 F R3
Deuxième loi des tensions :
L'inverse de la résistance équivalente du circuit est égale à la somme des inverses des
résistances constituant ce circuit.
Remarque : la valeur de la résistance équivalente sera toujours inférieure à la valeur de la plus
petite résistance constituant ce type de circuit.
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