potentiomètre linéaire

Date
5 décembre
NOM-LYCEE
BERTHIER-Max Linder
Discipline
MPI
Niveau
Seconde
Partie du
programme
- Montage diviseur de tension- Lois des circuits, loi d ‘ohm
- Utilisation d’une centrale et d’un logiciel d’acquisition
- Utilisation d’appareils de mesure
Contexte
Séance de Travaux Pratiques
Compétence
s B2i
1.3) Je sais régler les principaux paramètres de fonctionnement d’un périphérique selon mes
besoins.
1.4) Je sais personnaliser un logiciel selon mes besoins.
3.5) Je sais produire une représentation graphique à partir d’un traitement de données.
3.7) Je sais publier un document numérique sur un espace approprié
Activité
1.3
1.4
3.5
3.7
Problématique : Comment suivre la croissance du tronc d’un arbre avec un
potentiomètre linéaire et un ordinateur ?
Appropriation du problème :
Les élèves n’ont jamais rencontré le potentiomètre. Ils connaissent la loi d’ohm et les lois des
circuits. Répartis par groupes de trois, ils réfléchissent dans un premier temps à un protocole
pour pouvoir répondre à la question posée.
La confrontation aboutit à une série de questions :
- Ce composant est-il un composant passif ou actif ?
- Comment le connecter dans un circuit puisqu’il comporte trois bornes ?
- Comment simuler la croissance du tronc d’arbre ?
Essais des élèves à partir du matériel de leur choix. Une fiche guide pour réaliser les
branchements sur la console et paramétrer le logiciel d’acquisition leur est fournie
La confrontation fait apparaître que ce composant doit être alimenté par un courant électrique
et qu’il existe plusieurs possibilités de branchements de la centrale d’acquisition pour
enregistrer le signal en sortie. Il s’agit ensuite de trouver le branchement qui permet d’obtenir,
en sortie une tension qui augmente quand le tronc de l’arbre grossit.,
Réalisation d’un enregistrement
Dans un premier temps, on utilise le paramétrage par défaut du logiciel. On met en évidence
le fait que la mesure nécessite une durée de paramétrage plus longue.
Dans un deuxième temps, on ajuste les paramètres d’acquisitions pour observer une évolution
de la tension compatible avec la durée de l’action mécanique exercée sur la tige métallique du
potentiomètre.
Dans un troisième temps on introduit une première approche de la notion de période
d’échantillonnage en faisant varier la durée de l’acquisition pour un même nombre de point.
Etude quantitative :
Etude des variations des résistances des différentes parties du potentiomètre en fonction de la
position du curseur. L’analyse de sa fiche technique met en évidence que la grandeur qui lui
est associée est une résistance.
Cette étude quantitative est faite en utilisant un rhéostat, plus facilement réglable. Pour
quelques positions du curseur, on mesure à l’aide d’un ohmmètre la résistance totale et les
résistances des deux portions du rhéostat.
Traitement des données
On utilise un tableur pour produire les représentations graphiques correspondantes. La
modélisation mathématique permet de justifier le fait que l’on qualifie de potentiomètre linaire,
l’objet étudié.
Rédaction d’un compte-rendu par groupe puis dépôt du compte-rendu sur l’espace
numérique de travail.