INTRODUCTION

Sujet 5
1/3
MESURES DE TENSIONS ET DE COURANTS
1. APPAREIL DE MESURE IDEAL
1.1. MESURE DE COURANT
► Pour mesurer un courant quel appareil utilise-t-on ?
► Sur le schéma ci-contre placer correctement
I
cet appareil pour mesurer le courant I indiqué.
Le fait d’introduire un système supplémentaire modifie le circuit.
On dira que l’appareil de mesure est idéal si le fait de l’insérer dans la circuit ne modifie
aucune des tensions et aucun des courants dans le circuit (c’est comme s’il n’était pas là).
Ecrire sous chaque figure les tensions UAD1 et UAD2.
A
B
UAD1
A
B
D
C
UAD2
D
C
UAD1 = ………………..
UAD2 = ………………….
► Quelle est la relation entre UAD1 et UAD2 si l’ampèremètre est idéal ? En déduire UDC.
► Compléter la conclusion :
Un ampèremètre idéal présente toujours à ses bornes une tension ……
1.2. MESURE DE TENSION
► Pour mesurer une tension quel appareil utilise-t-on ?
► Sur le schéma ci-contre placer correctement
cet appareil pour mesurer la tension U indiquée.
U
Là encore on dira que l’appareil de mesure est idéal si le fait de l’insérer dans le circuit ne
modifie aucune des tensions et aucun des courants dans le circuit.
► Ecrire sous chaque figure les courants I1 et I2. en utilisant la loi des nœuds.
J1
J2
J1
P J2
P
I1
I2
J3
I1 = …………….
I2 = ……………………
► Quelle est la relation entre I1 et I2 si le voltmètre est idéal ? En déduire J3.
► Compléter la conclusion :
Un voltmètre idéal est toujours traversé par un courant ……
Sujet 5
2/3
2. CARACTERISTIQUE D’UNE AMPOULE A INCADESCENCE
Nous allons étudier le comportement électrique d’une ampoule à incandescence.
Le comportement électrique d’un composant est complètement déterminé lorsqu’on connaît la
relation entre le courant I qui le traverse et la tension U à ses bornes.
Pour déterminer cette relation nous allons tracer expérimentalement le graphe représentant le
courant à travers l’ampoule en fonction de la tension à ses bornes.
Nous rechercherons ensuite une relation mathématique approchée pour la courbe obtenue.
► Sur le système d’axe ci-dessous indiquer I et U.


Il faut tout d’abord repérer les bornes du composant : nous les appellerons A et B.
Il faut ensuite flécher le courant I que l’on veut mesurer (on choisira le courant entrant
par la borne A).
 Il faut enfin flécher la tension U que l’on va mesurer (on choisira U=VA-VB).
► Sur le schéma ci-contre indiquer les bornes, indiquer I et U.
Pour faire passer un courant dans l’ampoule on la connecte en série avec une alimentation
continue réglable 0-12V.
► Il y a deux solutions pour placer les appareils pour mesurer U et I ; Sur les schémas cidessous faire les connexions et trouver ces deux solutions.
Montrer vos solutions, le professeur vous indiquera laquelle il faudra utiliser
3. EXPERIENCE
3.1. MESURES
► Tous les appareils étant éteints, câbler la solution retenue. Régler l’ampèremètre sur le
calibre 400mA continu et le voltmètre sur 40V continu. Montrer au professeur.
► Remplir le tableau de mesures suivant pour les valeurs positives de U. On réglera U à
0,005V près.
U (V) -12 -11 -10 -9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
I (mA)
► Remettre le générateur à zéro et intervertir ses connexions. Compléter pour les valeurs
négatives de U.
► Sur la feuille de papier millimétré (1V/carreau horizontalement et 50mA/carreau
verticalement) placer les points de mesure (mettre un +).
► Esquisser au crayon une courbe régulière qui passe " au plus près " des points (pas
obligatoirement par tous les points). Mettre un titre, nommer les axes, mettre les unités.
Sujet 5
3/3
3.2. UTILISATION D'UN TRACEUR
Ouvrir Excel. Y recopier le tableau de mesure sous forme de deux colonnes.
Tracer le graphe :
 cliquer sur
et choisir nuage de points ;
 dans l’onglet série, cliquer sur ajouter ;
 puis cliquer sur pour sélectionner avec la souris toutes les valeurs
associées à l’axe des abscisses (re-cliquer ensuite sur cet icône).



Recommencer les mêmes opérations pour sélectionner les valeurs des ordonnées.
Indiquer un titre, les unités des axes et cocher quadrillage principal pour X et Y.
Ajouter le graphe sur la même feuille.
4. EXPLOITATION DES RESULTATS
4.1. RECHERCHE D’UNE RELATION MATHEMATIQUE
► Quand dit-on que deux grandeurs x et y sont proportionnelles ?
► Quelle est l'allure de la courbe y = f (x) dans ce cas ?
► Pour l'ampoule étudiée I et U sont-ils proportionnels ?
Recherchons automatiquement avec le logiciel une équation pour la courbe I=f (U). Cela se
fait dans le menu Graphique/Ajouter une courbe de tendance. Vous cocherez les 3 options
 coupe l’axe des X à zéro
 afficher l’équation et le coefficient R2. Plus ce coefficient est proche de 1 meilleur est
le modèle trouvé.
► Compléter le tableau ci-dessous. Imprimer le meilleur résultat.
type
équation
R2
Linéaire
I (mA)=
Polynomiale ordre 3 I (mA)=
Polynomiale ordre 5 I (mA)=
4.2. UTILISATION
► En utilisant le graphe, expliquez comment trouver I pour U = 6,50V.
► Comparer à la valeur donnée par l’équation.
4.3. COMPOSANT SYMETRIQUE
► Qu’aurait-on obtenu comme courbe si on avait malencontreusement interverti les bornes A
et B ? Conclure.