TRAVAUX PRATIQUES TRAVAUX PRATIQUES D`ELECTRICITE

Université des Sciences et de la Technologie d’Oran (USTO
TRAVAUX PRATIQUES
Première année
Génie Mécanique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran (USTO
Faculté de Physique
TRAVAUX PRATIQUES
D’
ELECTRICITE
Première année
LMD Semestre 2
Génie Mécanique
et Génie Maritime
Génie Civil
Métallurgie
Responsable : Mr
. BENBEKRITE
Année universitaire
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran (USTO
-MB)
ELECTRICITE
. BENBEKRITE
D.
Année universitaire
: 2016-2017

Sommaire :
TP Intitulé Pages
1Mesure d’une résistance par un voltmètre 6-8
2Loi d’ohm et association de résistances 9-12
3Mesure de la résistivité d’un fil électrique 13-15
4Mesure des résistances – Montage amont et aval 16-19
5Etude du circuit RLC 20-23
6Charge et décharge d’un condensateur 24-27

Objectifs des travaux pratiques :
L'objectif des travaux pratiques est d'appréhender différents domaines de la physique, et d'acquérir des
méthodes expérimentales, c'est à dire en particulier :
- confronter théorie et expérience,
- choisir un appareil de mesure et réaliser des montages,
- évaluer les incertitudes liées aux mesures, ainsi que celles liées au modèle physique,
- exploiter les mesures en tenant compte des spécifications du constructeur,
- comparer des méthodes de mesure,
- apprendre à structurer ses prises de notes,
- argumenter et synthétiser sous la forme d'un rapport.
Organisation :
Le travail de TP se fait en binôme. Chaque binôme devra rédiger 2 parties (préparation et rapport) :
- une partie manuscrite comprenant sa préparation théorique (travail à domicile),
- et un rapport de synthèse des résultats (expérimentaux).
Il devra ainsi rendre en fin de séance une fiche résumant les 2 parties (feuille réponse).
Chacune des cinq manipulations de TP comprend trois parties : préparation à domicile, séance de
manipulation et rédaction du rapport.
La préparation est un travail à faire en binôme avant la séance. Les étudiants doivent chercher à faire
les exercices proposés dans le polycopié de TP dans la partie introductive. Ce travail est d'autant plus
nécessaire que la manipulation porte sur des principes non encore abordés en cours : il vise à mieux
comprendre le phénomène étudié et les objectifs du TP.
Les étudiants devront arriver à la séance de TP avec un niveau de préparation tel qu'il ne reste plus
qu'à faire les mesures et les interpréter. À chaque fois que cela est possible, il faut faire avant la séance
le tracé des courbes théoriques : les points mesurés seront alors reportés directement sur ces courbes.
La préparation rédigée sera vérifiée par l'enseignant et noté.
La séance de manipulation est un travail fait en binôme. Toutes indications utiles (notice d'appareil,
consignes) sont à prendre en compte de même que les remarques de l'enseignant. L'objectif d'un TP
n'est pas de faire tous les montages proposés mais d'apprendre à manipuler : le binôme ne commencera
pas une nouvelle partie avant d'avoir terminé la précédente. Il s'assurera en particulier de la validité
des résultats en les comparant avec les valeurs théoriques et en estimant les incertitudes chaque fois
que cela est possible.

La rédaction de la feuille réponse (compte-rendu) est donc le résultat d'un travail de binôme fait
avant et pendant la séance.
Quelques conseils pour la rédaction du compte-rendu sont donnés ci-après :
1- Les noms des auteurs et la date de la manipulation doivent figurer sur toutes les pièces du compte-
rendu (feuille réponse + graphiques).
2- Le rapport est destiné à un lecteur averti ayant l'habitude de lire des résultats de mesures. Il peut
faire référence aux notations et aux figures du fascicule de TP, aux tableaux de la copie d'analyse.
3- Ne pas oublier de conclure à la fin de chaque séance.
Evaluation :
Chaque manipulation sera notée par binôme. La note d'une manipulation tiendra compte de trois
parties égales : qualité de la préparation, conduite de la manipulation, qualité du rapport.
La note finale de TP sera calculée en pondérant les notes avec un poids croissant de 1 à 3 (1 pour la
première séance, 2 pour les 2 suivantes et 3 pour les 2 dernières).
Calcul d'incertitude :
Erreurs et Incertitudes :
D’une manière générale, les mesures réalisées en Physique - au sens large - sont toujours
entachées d’erreurs. L’erreur de la mesure est la différence entre la valeur exacte recherchée et celle
obtenue en réalité. On distingue différents types d’erreurs : les erreurs systématiques, les erreurs
fortuites ou accidentelles et les erreurs sur les constantes.
Les erreurs systématiques : Ces erreurs proviennent soit du procédé de mesure, soit de
l’appareil de mesure. L’erreur systématique est constante en grandeur et en signe. Il est ainsi possible
d’apporter au résultat de la mesure une correction convenable.
Les erreurs fortuites ou accidentelles : Ces erreurs sont essentiellement variables en
grandeur et en signe. On peut réduire leurs conséquences en multipliant le nombre de mesures et en
prenant comme valeur numérique de la grandeur, la moyenne arithmétique des différents résultats.
Une mesure est caractérisée par une incertitude absolue ou une incertitude relative.
L’erreur absolue : L’erreur absolue δG commise sur la mesure d’une grandeur G est la
différence entre la valeur approchée Ga adoptée comme résultat et la valeur exacte Ge, soit :δG = Ga-
Ge. Comme Ge reste inconnue, δG est également inconnue. Toutefois, on peut toujours fixer des
limites raisonnables entre lesquelles la grandeur physique G doit être comprise.
L’incertitude absolue : On appelle incertitude absolue la valeur absolue maximale que peut
prendre l’erreur absolue, soit : ∆G = sup.δG.
L’erreur relative : L’erreur relative est égale au quotient de l’erreur absolue par la valeur
exacte: δG/Ge.

L’incertitude relative : On appelle incertitude relative le quotient de l’incertitude absolue par la
valeur approchée Ga : ∆G/Ga . ∆G et Ga étant exprimés dans la même unité. L’incertitude relative
renseigne sur la qualité d’une mesure physique, elle caractérise sa précision.
Les erreurs sur les constantes
Les constantes physiques doivent être prises avec un nombre de chiffres significatifs en
rapport avec la précision du résultat recherché. Par exemple, dans une mesure où la précision est de
l’ordre de 1/1000 on ne prendra pas π=3.14 alors que l’on peut avoir πavec autant de chiffres que l’on
veut après la virgule.
Expression des résultats
Pour qu’une mesure physique soit utilisable, il faut exprimer sans ambiguïté dans le résultat
les trois facteurs suivants : la valeur résultant de(s) mesures(s), l’incertitude absolue et l’unité.
Les incertitudes sur la mesure sont de trois ordres : l’incertitude due à la lecture, l’incertitude
due à l’appareil et l’incertitude due à la répétition de la mesure.
Incertitude due à la lecture : la lecture d’une grandeur physique à l’aide d’un instrument
présentant des graduations, s’accompagne d’une erreur dite de lecture.
Exemple : Si l’on mesure une distance x à l’aide d’une règle graduée au millimètre et que la
lecture se situe ente 52 mm et 53 mm, nous dirons par exemple que le résultat est 52.5 mm. Dans ce
cas l’erreur absolue maximale de lecture est d’une demi division (x = 0.5 mm).
Ceci s’applique aussi à des instruments tels que les chronomètres analogiques, dynamomètre
…etc.
Incertitude due à l’appareil de mesure : ce type d’erreurs est lié à la sensibilité de l’appareil
donnée par sa classe de précision.
La classe de précision d’un appareil est un nombre qui indique l’incertitude absolue que l’on
peut commettre sur la valeur lue. Elle s’exprime en pourcentage de la graduation totale. Par exemple,
pour un voltmètre de 0-300 V de classe 1.5, l’erreur absolue possible est de : 4.5 = 300x1.5/100. On en
déduit que l’on a toujours intérêt à utiliser un appareil en travaillant au voisinage de la déviation
maximale, l’incertitude relative de construction est alors la plus faible.
Exemples : Supposons que l’aiguille d’un voltmètre de classe 1.5, branché sur le calibre 300,
se trouve sur la graduation 160. L’incertitude absolue due à la construction de l’appareil vaut alors :
∆Vc = 1.5 × 300/100 = 4.5V. Supposons que sur cet appareil on apprécie facilement le quart
de division (i.e. 0.25V). Par conséquent, l’incertitude absolue due à la lecture est : ∆VL = 0.25V.
L’incertitude absolue a donc pour valeur ∆V = ∆Vc + ∆VL = 4.75V d’où une précision de mesure de:
∆V/V = 4.75 / 160 ≈ 2.9 %.
Si lors d’une mesure de temps, un chronomètre numérique affiche 1.1 s. Un appareil plus
sensible afficherait des valeurs comprises entre 1.05 s, 1.1 s. L’erreur absolue maximale dans ce cas
est de 0.05 s.