tp mpi n°114: circuits parallèle

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BTL
114 - circuit parrallèles.sxw
TP MPI N°114: CIRCUITS PARALLÈLE
Niveau:
2nde STI, MPI
Objectifs:
Réaliser des circuits à structure parallèle
Réaliser des mesures de tensions et intensités
Définir les lois et propriétés d'associations des résistances en parallèle
Thème:
Physique
Conditions de réalisation: temps alloué: une séance
travail en binôme
compte rendu individuel au porte mine
Pré-requis:
TP N°106, TP N°108, TP N° 97, TP N°112
On donne
Le nécessaire de câblage
4 multimètres CA 5220 et la documentation
1 boite à décade (résistance variable)
1 plaque avec 3 résistances: 1kΩ, 10 kΩ, 4,7 kΩ
Le code des couleurs: TP N° 108
On demande
I.
RAPPELS SUR LES CIRCUITS SÉRIE
Soit le montage série suivant:
Avec:
I
U1
U3: tension de 50 V
R1: résistance de 10kΩ
U2
I
1°)
R2: résistance de 20 kΩ
Fig 1
Rappeler la propriété concernant l’intensité dans un circuit série :
…………………………………………………………………………………………….
2°)
Ajouter, sur le schéma Fig1, l'appareil pour mesurer l'intensité dans le circuit.
3°)
Calculer la résistance équivalente des deux résistances en série : ……………………
4°)
5°)
En appliquant la loi d’Ohm, calculer l’intensité dans le circuit : …………………….
Ajouter, sur le schéma Fig1, les appareils pour mesurer les tensions U1 et U2
- 1 - sur 5
NOM:
BTL
114 - circuit parrallèles.sxw
6°)
Calculer U1 : ……………………………
7°)
Calculer U2 : ……………………………
8°)
Rappeler la propriété concernant les tensions dans un circuit série :
…………………………………………………………………………………………….
9°)
Vérifier la propriété donnée en 8 en l’appliquant sur les tensions U1, U2, U3
…………………………………………………………………………………………….
II. INTENSITÉS ET TENSIONS D'UN MONTAGE PARALLELE
Un montage parallèle est un montage dont la structure est la suivante :
I
Avec:
I1
I2
U: tension de 12 V
R1: résistance de 1kΩ
R2: résistance de 4,7 kΩ
Fig2
1°)
Compléter le schéma Fig2 en ajoutant:
a) Un ampermètre A1 pour mesurer I1 courant dans R1
b) Un ampermètre A2 pour mesurer I2 courant dans R2
c) Un ampermètre A3 pour mesurer I courant dans dans le circuit
d) Un voltmètre V1 pour mesurer U1 tension aux bornes de R1
e) Un voltmètre V2 pour mesurer U2 tension aux bornes de R2
Faire valider par l'enseignant.
2°)
Réaliser le montage complet avec les appareils de mesure correctement réglés
Faire valider par l'enseignant.
3°)
Mettre sous tension et relever les valeurs données par les appareils:
- 2 - sur 5
NOM:
BTL
4°)
114 - circuit parrallèles.sxw
I1= ……….
I2 = …….…
U1 = ……..
U2 = ……….
I = ……….
a) Propriété des tensions dans un circuit parallèle :
En comparant U1 et U2, que pouvez vous dire de la tension aux bornes des différents
récepteurs d'un circuit parallèle? (répondre dans le cadre ci-dessous par une phrase structurée)
b) Est-il nécessaire d'avoir plusieurs voltmètre pour mesurer les tensions dans un
circuit parallèle? Justifier.
……………………………………………………………………………. ………………
……………………………………………………………………………. ………………
5°)
Propriété des intensités dans un circuit parallèle:
En comparant I, I1 et I2, que pouvez vous dire des intensités d'un circuit parallèle? (répondre
dans le cadre ci-dessous par une phrase structurée)
Faire valider par l'enseignant
Rq:
Les propriétés étudiées ci-dessus pour un montage parallèle ayant deux résistances
sont valable pour tous montages parallèle quelque soit le nombre de résistances.
III. ASSOCIATION DES RÉSISTANCES EN PARALLÈLE
Soit le montage suivant:
Avec:
I4
U4 = U: tension de 12 V
U4
R4: résistance de 824 Ω
Fig3
Rq: la résistance de 824 Ω est réalisée avec une boite à décade, demander au professeur pour
l'utilisation.
- 3 - sur 5
NOM:
BTL
1°)
114 - circuit parrallèles.sxw
Compléter le schéma Fig3 en ajoutant:
a) Un ampermètre A4 pour mesurer I4 dans le circuit
b) Un voltmètre V4 pour mesurer U4 tension aux bornes de R4
2°)
Réaliser le montage complet avec les appareils de mesure correctement réglés
Faire valider par l'enseignant.
3°)
Mettre sous tension et relever les valeurs données par les appareils:
I4= ……….
4°)
Comparer:
U4 = ……..
* U4 et U1 ou U4 et U2:
…………………..…
* I4 et I = (I1 + I2):
……………………
Dans les deux circuits, les intensités et tensions sont identiques, donc la
résistance R4 se comporte comme les résistances R1 et R2 en parallèle.
On dira que R4 est la résistance équivalente de R1 parallèle R2.
5°)
a) Effectuer le calcul suivant : (R1 x R2) / (R1 + R2) en prenant les valeurs de R1 et
R2 du II: ……………………………….
b) Quelle valeur retrouvez vous ?
6°)
……………….
Conclusion:
La résistance équivalente de deux résistances associées en parallèle se
calcule par la formule (R1 x R2) / (R1 + R2)
IV. MESURE DE RÉSISTANCES
1°)
Si on branche en parallèle 2 résistances de valeur R1= 4,7 kΩ et R2=10 kΩ, quelle est
la valeur de la résistance équivalente? Noter le calcul: ……………………………………….
2°)
Brancher en parallèle, sans alimentation, les deux résistances.
3°)
Brancher un Ohmmètre aux extrémités et relever la valeur indiquée:……….………….
- 4 - sur 5
NOM:
BTL
114 - circuit parrallèles.sxw
4°)
Le ohmmètre mesure donc la résistance ………………….des deux résistances en
parallèle
Faire valider par l'enseignant.
V. GÉNÉRALISATION
Si le montage comporte plus de deux résistances, il faut, pour calculer la résistance
équivalente, appliquer la formule suivante :
1 = 1 + 1 + 1 + 1 +..........
Requ R1 R2 R3 R4
où Requ représente la résistance équivalente cherchée et R1, R2, R3, R4, ….. les résistances
mises en parallèle
1°)
Vérification de la formule pour deux résistances en parallèles :situation du IV avec
R1=4,7 kΩ en parallèle sur R3=10 kΩ
a) Réécrire la formule donnée ci-dessus en remplacent les valeurs de R1 et R3 :
…………………………………………………………………………………………………
b) Calculer (1/Requ) :…………………………………………………………………
c) Prendre l’inverse du résultat afin de déterminer Requ : …………………………….
Faire valider par l'enseignant.
On retrouve la valeur déterminée précédemment, donc la formule généralisée fonctionne
correctement.
2°)
On met 3 résistances en parallèle : R4=1kΩ, R5 = 4,7 kΩ, R6 = 10 kΩ
a) Brancher en parallèle, sans alimentation, les trois résistances et brancher un
Ohmmètre aux extrémités. Relever la valeur indiquée : ………………………..
b) Calculer Requ :
Faire valider par l'enseignant.
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