DS1

A. Partie théorique : 20 points
Durée ≈
≈≈
≈ 50 minutes Calculatrice autorisée
CORRECTION
I. Tension et mesures :
1. A propos de l’appareil de mesure et de la tension : (2.5 points)
a) Complète le tableau suivant
Nom
de l’appareil
S
y
mbole
de l’appareil
Branchement
de l’appareil
Unité de
la tension
Lettre
de représentation
Symbole de
l’unité
Voltmètre Dérivation Volt U V
b) Que signifie l’écriture U
AB
? Que signifie l’écriture U
BA
?
U
AB
: Tension entre les deux points A et B U
BA
: Tension entre les deux points B et A
c) Quelle est la relation entre U
AB
et U
BA
?
U
AB
= - U
BA
d) Par quel moyen représente-t-on l’écriture U
AB
? Faire un schéma.
Par une flèche qui pointe vers le point A : B A
2. A propos du potentiel : (1.5 points)
a) Quel est, par définition, le potentiel V
M
attribué à la masse M : V
M
= 0 V
b) Que signifie << d.d.p >> ?
d.d.p : Différence de potentiel
c) Ecrire la relation entre U
AB
, V
A
et V
B
.
U
AB
= V
A
- V
B
3. A propos de l’utilisation du logiciel de simulation <<Crocodil Physics>> : (4.5 points)
a) Ouvre une page de travail et réalise le circuit schématisé ci-dessous à l’aide du logiciel <<Crocodil Physics>>.
Indique le nom, le prénom et le groupe. Enregistre puis imprime ton travail.
b) Nomme les composants suivants :
: Résistance : D.E.L : Lampe
c) Quand l’interrupteur est ouvert, mesure :
U
BG
= U
BC
=
d) Que vaut V
B
? V
B
= 5 V
Justifie : Le point B est relié direct à la borne positive de la pile
e) Que vaut V
F
? V
F
= 0 V
Justifie : Le point F est relié à la masse d’où V
F
= V
M
= 0 V
f) Déduire des deux questions précédentes la valeur de U
BF
.
U
BF
= V
B
– V
F
= 5 – 0 = 5 V
Seconde MPI : D.S 1 1/4
Nom :
Seconde
MPI
Lycée G.Cuvier Montbéliard
Pr
Prénom
:
DS1
:
Intensité
-
Tension
-
M
esures
-
Simulations
Durée
≈
≈≈
≈
10
0
minutes
N
NOTE sur 20 :
R
R
1
R
R
2
A
A
A
C
A
B
A
A
F
A
E
A
G
5
5V
R
R
2
= 470 Ω
R
1
= 100
Ω
M
M
M
M
M
M
V
V

II. Intensité et mesures :
1. A propos de l’appareil de mesure et de l’intensité : (2.5 points)
a) Complète le tableau suivant
Nom
de l’appareil
Symbole
de l’appareil
Branchement
de l’appareil
Unité de
l’intensité
Lettre
de
représentation
Symbole de
l’unité
Ampèremètre En série Ampère i A
b) Que signifie l’écriture i
AB
? Que signifie l’écriture i
BA
?
i
AB
: Intensité circulant du point A vers le point B i
BA
: Intensité circulant du point B vers le point A
c) Quelle est la relation i
AB
et i
BA
?
i
AB
= - i
BA
d) Par quel moyen représente-t-on l’écriture i
AB
? Faire un schéma.
Par une flèche sur le fil dirigé vers le point B A B
2. Intensité et <<Crocodil Physics>> : (6 points)
a) A l’aide du logiciel, mesure les valeurs des intensités suivantes, avec l’interrupteur ouvert :
i
AB
= 25 mA i
BA
= -25 mA i
BG
= 25 mA i
CD
= 0 A i
ED
= 0 A
b) Recommence les mesures avec l’interrupteur fermé :
i
AB
= 31,6 mA i
BA
= -31,6 m i
BG
= 25 mA i
CD
= 6,62 mA i
ED
= -6,62
III. A propos des calibres: (3 points)
a) On mesure une tension de valeur exacte U = 1.185 V avec un multimètre :
Quel est le calibre le mieux adapté à cette mesure ? Entoure la bonne réponse et justifie.
2 mV 200 mV 2 V 20 V 200 V
b) On mesure cette tension avec un multimètre réglé sur le calibre 2 V.
Que lit-on sur l’écran du multimètre ? Place le point dans une case.
c) Le constructeur du multimètre nous donne : ∆ U = ± (1%L +2UR)
Calcule l’incertitude ∆ U sur la mesure :
1%L = 1.185 x (1/100) = 0.01185
2UR = 2 x 0.001 = 0.002
∆
∆∆
∆ U = ± 0.01385 V
U = 1.185± 0.01385 V (Souligne en rouge les chiffres incertains). 1.185
d) On mesure maintenant cette tension en utilisant le calibre 20 V avec le même multimètre.
Que lit-on sur l’écran du multimètre ? Place le point dans une case.
e) Calcule l’incertitude ∆ U sur la mesure :
1%L = (1/100) x 1.19 = 0.0119 V
2UR = 2 x 0.01 = 0.02 V
∆
∆∆
∆ U = ± 0.0319 V
U = 1.185 V ± 0.0319 V (Souligne en rouge les chiffres incertains). 1.19 V
f) Conclure sur l’utilité de choisir un calibre adapté à la mesure.
Un calibre trop petit endommagera le voltmètre, tandis qu'un calibre trop grand donnera une mesure imprécise.
Seconde MPI : D.S 1 2/4
1 . 1 8 5
0 1 . 1 9
V
A

B. Partie pratique : 20 points
Durée ≈
≈≈
≈ 50 minutes Calculatrice interdite
I. Réaliser un montage d’après un schéma : (5 points)
Réalise sur ta plaque de montage le circuit schématisé ci-dessous, et fais vérifier par le professeur.
II. Effectuer des mesures des tensions et des intensités dans un circuit : (5 points)
III. Flécher des tensions et des intensités : (1 point)
On considère que l’interrupteur est fermé.
Flécher les différentes grandeurs mesurées dans le tableau sur le schéma du montage.
(Voir schéma ci-dessous)
IV. Trouver les bonnes relations d’après des résultats de mesure : (2 points)
D’après les mesures faites dans la question II, parmi les relations proposées ci-dessous, entoure celle(s) qui
est (sont) juste(s).
i
BC
= i
AB
- i
BG
- U
BG
= U
GB
i
AB
+ i
BC
= i
BG
U
BG
+ U
GM
= U
MB
i
BC
= - i
CB
U
GB
- U
MG
= U
MB
i
BC
+ i
GB
= - i
AB
U
MB
+ U
GM
+ U
BG
= 0 V
V. Calculer une grandeur donnée à partir résultats de mesure : (1 point)
A l’aide des valeurs mesurées dans le tableau, calculer la valeur du potentiel électrique V
G
de deux façons
différentes. Tu dois expliquer, et rédiger correctement ta démarche.
1
ere
méthode :
On peut écrire : U
BG
= V
B
– V
G
, soit : V
G
= V
B
– U
BG
Or, V
B
= 5 V car le point B est relié à la borne positive du générateur.
D'où : V
G
= 5 V - 3,76 V, c'est-à-dire : V
G
= 1,24 V
2
nde
méthode :
On peut écrire aussi : U
GM
= V
G
– V
M
, soit : V
G
= U
GM
+ V
M
Or, V
M
= 0 V car le point M correspond à la masse du circuit.
D’où : V
G
= 1,26 V + 0 V, c'est-à-dire : V
G
= 1,26 V (les deux résultats sont bien sûr très proches)
Seconde MPI : D.S 1 3/4
Mesures
i
BG
i
BC
i
AB
U
BG
U
GM
U
BM
Interrupteur
ouvert
112.8 mA 0 A 112,6 mA 3,76 V 1,26 V 5,05 V
Interrupteur
fermé
112,8 mA 6,7 mA 119,0 mA 3,76 V 1,26 V 5,05 V
R
R
1
R
R
2
A
A
A
C
A
B
A
A
F
A
E
A
G
5
5V
R
R
2
= 470 Ω
R
1
= 100
Ω
M
M
M
M
M
M
N
NOTE sur 20 :
U
BG
U
B
M
U
G
M
i
BC
i
BG
i
AB

VI. Interpréter des résultats de mesure : (3 points)
Recopie les valeurs des mesures trouvées dans le tableau suivant.
Compare les valeurs des gradeurs mesurées pour chaque colonne numéroté du tableau, et propose une explication.
Tu dois rédiger correctement tes réponses.
Colonne 1 : C’est la même intensité qui circule dans la branche BM.
Colonne 2 : Les deux intensités sont différentes : Quand on ferme l’interrupteur i
BC
devient non nul.
Colonne 3 : L’intensité i
AB
délivrée par le générateur devient plus grande, car un nouveau courant circule dans
la branche BM.
Colonne 4 : La tension aux bornes de la résistance R
1
est la même dans les deux cas : l’interrupteur se trouve dans
la branche BEFM.
Colonne 5 : La tension aux bornes de la lampe est la même dans les deux cas :
même justification que pour la colonne 4
Colonne 6 : Quand l’interrupteur est ouvert, on mesure la tension aux bornes du générateur.
VII. A propos d’un symbole : (2 points)
Que peux-tu dire concernant le symbole suivant ?
C'est le symbole normalisé de la masse. Il n'y a qu'une seule masse dans un circuit électrique. Tous les points
reliés par des fils à la masse sont eux aussi à la masse. Le potentiel électrique de la masse est, par définition,
égal à 0V. Si on met plusieurs symboles de la masse dans un schéma de circuit, cela veut dire que ces points
sont reliés par des fils.
VIII. Rangement : (1 point)
Démonte ton montage et range correctement ton matériel.
Seconde MPI : D.S 1 4/4
Mesures
i
BG
i
BC
i
AB
U
BG
U
GM
U
BM
Interrupteur
ouvert
112.8 mA 0 A 112,6 mA 3,76 V 1,26 V 5,05 V
Interrupteur
fermé
112,8 mA 6,7 mA 119,0 mA 3,76 V 1,26 V 5,05 V
1
1
1
2
1
3
1
4
1
5
1
6