Tracé de caractéristiques - Le lycée Pierre

TSI 1 - Lycée Pierre-Paul Riquet
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ELECTROCINETIQUE – TRAVAUX PRATIQUES N° 1 :
Tracé de caractéristiques
I. Multimètre numérique (A lire avant le TP)
1) Généralités
Ces appareils permettent de mesurer des tensions, des intensités, des résistances
etc… Présentons quelques caractéristiques…
Sélecteur de fonction : En façade un sélecteur permet de choisir la fonction
désirée : voltmètre continu ou alternatif, ampèremètre continu ou alternatif,
ohmmètre, …
Calibre : Un calibre est une échelle qui fixe un intervalle de mesure. On
commence généralement par choisir le calibre le plus grand puis on le diminue
jusqu’à avoir le calibre le plus petit compatible avec la grandeur à mesurer.
Affichage : Le cadran d’un multimètre numérique comporte des chiffres appelés
digits. Chaque digit prend une valeur entière entre 0 et 9. Certains appareils
possèdent un digit supplémentaire capable de prendre les valeurs 0 ou 1. La
capacité d’affichage est le nombre total de point de mesure)
Bande passante : La bande passante d’un multimètre numérique dépend de la
fonction choisie et du calibre. Il faut se reporter à la notice de l’instrument. Nous
devons l’utiliser dans le domaine de fréquence prévu par le constructeur.
Résistance interne : La résistance interne d’un multimètre numérique dépend de
la fonction choisie et éventuellement du calibre.
Incertitude absolue : Elle est calculée à partir des données du constructeur. Elle
dépend du calibre.
2) Le Voltmètre (entrée COM et V)
C’est un instrument qui mesure une différence de potentiel entre deux
points. Il doit donc être branché en parallèle entre ces deux points pour être
soumis à la même tension. Il prélève une partie du courant circulant dans
l’élément mesuré, ce courant prélevé doit être le plus faible possible, donc la
résistance interne du voltmètre doit être grande : l’impédance d’entrée du
multimètre est équivalente à une résistance souvent supérieure à 10 M.
Mesure de la résistance interne d’un voltmètre :
Matériel :
 Une alimentation continue réglable U = 15 V
 Deux résistances R1 = R2 = 3 M
 Un voltmètre numérique de résistance interne Rv.
Montage :
Mesure : Mesurer U2. Calculer l’incertitude sur la mesure.
 Comparer avec la valeur théorique. Déduire de la mesure de U2 la valeur de
Rv.

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3) L’ampèremètre (entrée COM et mA ou A)
Cet appareil mesure le courant traversant un composant, il doit donc être monté
en série avec celui-ci. C'est en fait un voltmètre numérique mesurant la tension
produite par le courant à mesurer dans une résistance (appelée shunt). La valeur
du shunt dépend du calibre utilisé. En appliquant la loi d'Ohm, la tension
mesurée est convertie, en fonction de la valeur de la résistance connue du shunt,
en une valeur correspondant au courant. Un ampèremètre mesure l'intensité
circulant de la borne A vers la borne COM. L’ampèremètre possède une
résistance interne, elle doit donc être faible pour minimiser la chute de tension
aux bornes de l’ampèremètre.
4) L’ohmmètre (entrée COM et )
Le principe de la mesure repose sur la loi d’Ohm : il suffit de disposer d’un
générateur de courant d’intensité I connue et de mesurer la tension U aux bornes
du dipôle: R = U/I. L’ohmmètre est un dipôle actif : appliqué à un dipôle, il
injecte un courant dans le circuit auquel le dipôle appartient. Ainsi, l’ohmmètre
perturbe le circuit. La différence de potentiel aux bornes du dipôle est fonction de
tout le circuit ! Il est donc impossible de mesurer la résistance d’un dipôle
branché dans un circuit !!!
II. Tracés de caractéristiques
1) Montages
Tracer la caractéristique d’un dipôle consiste à mesurer l’intensité du courant qui
le traverse avec un ampèremètre et la tension à ses bornes avec voltmètre.
On relève donc UV : la tension lue au voltmètre, et IA : l’intensité lue à
l’ampèremètre. L’ampèremètre étant branché en série sur le circuit il existe deux
façons de placer le voltmètre :
Montage courte dérivation : Montage longue dérivation :
 Comparer ces 2 montages : quel est le montage qui est le plus adaptée à la
mesure des petites résistances ? des grandes résistances ? Justifier.
2) Caractéristique d’une diode polarisée en direct
Matériel :
 Une alimentation continue réglable
 Une résistance de protection RP = 47 
 Un voltmètre numérique
 Un milliampèremètre numérique
 Une diode D
Montage :
Mesures :
 Augmenter la tension d’alimentation à partir de sa valeur minimale sans
dépasser I = 70 mA.
 Relever la tension U aux bornes de D ainsi que l’intensité I qui la
traverse.
 Compléter le tableau suivant.
I (mA)
U(V)
I (mA)
U (V)

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 Tracer la caractéristique I(U) de la diode D.
 Quel type de dipôle est la diode ?
 Quelle la tension au-delà de laquelle la diode est passante (tension seuil) ?
3) Caractéristique d’un dipôle actif
Matériel :
 Un dipôle actif G1 (« boîte grise »)
 Une résistance de protection RP = 10 
 Un voltmètre numérique et un milliampèremètre numérique
 Une résistance de charge Rc (potentiomètre)
Montage :
Mesures :
 Diminuer la résistance de charge RC à partir de sa valeur maximale sans
dépasser I = 70 mA.
 Relever la tension U aux bornes de G1 ainsi que l’intensité I.
 Compléter le tableau suivant.
I (mA)
U (V)
 Tracer la caractéristique U(I) du générateur.
 Déterminer l’équation de la courbe.
 En déduire la tension à vide, le courant de court-circuit et la résistance
interne du modèle de Thévenin équivalent.