TP Physique. N° 08 |
Grandeurs électriques. Enoncé |
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Matériel : 2 multimètres (un jaune et un noir), un générateur, 2 conducteurs ohmiques, Une lampe (12 V), un interrupteur, Un conducteur ohmique de résistance R1 = 18 Ω Un conducteur ohmique de résistance
R2 = 47
Ω. |
- Apprendre à utiliser un voltmètre, un ampèremètre et un ohmmètre. établir les lois sur les tensions et sur les intensités.
II- Rappels et compléments : intensité du courant et tension électrique.
1)- Intensité du courant électrique.
Le courant électrique : Un courant électrique est un déplacement de porteurs de charge électrique, c’est un débit de porteur de charge. Dans un métal, le courant électrique est dû à un mouvement d’ensemble et ordonné des électrons libres. Dans un électrolyte le courant électrique est dû à la double migration des ions positifs et négatifs qui se déplacent en sens inverses. |
- Par convention, le courant électrique sort de la borne positive du générateur.
Définition de l’intensité d’un courant électrique : - L’intensité d’un courant électrique est le rapport - de la quantité d’électricité Q ayant traversé une section s du circuit - par la durée Δt. |
- On écrit :
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I intensité en ampère A |
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Q
= n.e
charge électrique en coulomb C
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|||||
Δt durée en seconde s |
- L’intensité du courant électrique se mesure à l’aide d’un ampèremètre placé en série dans la branche de circuit.
- L’intensité, notée I s’exprime en ampère de symbole A.
- Il existe une tension électrique entre deux points A et B d’un circuit électrique, si ces deux points ne sont pas dans le même état électrique.
- On dit qu’il existe une différence de potentiel entre ces deux points.
- La tension électrique entre les deux points A et B d’un circuit électrique se note : UAB.
- La tension électrique entre deux points d’un circuit se mesure à l’aide d’un voltmètre qui se branche en dérivation entre ces deux points.
- La tension UAB s’exprime en volt de symbole V.
- Remarque : l’état électrique du point A d’un circuit se note VA.
- Il s’exprime en volt (V).
- On écrit : UAB = VA – VB.
- Représentation schématique de la tension UAB.
- Sur un schéma, on représente la tension
UAB par un segment fléché dont la pointe est du côté du point
A.
- Remarque : la tension est une grandeur algébrique : U AB = – U BA.
- Avec : UAB = VA – VB et UBA = VB – VA
3)- Représentation tension-courant.
- On considère le circuit constitué d’une pile, d’une lampe, d’un interrupteur et de fils conducteurs.
- Schéma normalisé du circuit électrique :
- On ferme l’interrupteur K. Un courant I circule dans le circuit. Il sort par la borne positive du générateur.
- Pour le générateur (la pile),
- Le courant sort de la borne positive P et la tension UPN > 0.
- La flèche représentant la tension et la flèche indiquant le sens du courant sont de même sens.
- Pour le récepteur (la lampe) :
- Le courant circule de A vers B et la tension UAB > 0.
- La flèche représentant la tension et la flèche indiquant le sens du courant sont de sens contraires.
- Remarque :
- La flèche représentant la tension est à côté du circuit et la flèche indiquant le sens du courant est sur le circuit.
- Un dipôle peut être étudié en convention récepteur ou en convention générateur.
- Convention générateur :
- La flèche représentant la tension et la flèche indiquant le sens du courant sont de même sens.
- Convention récepteur :
- La flèche représentant la tension et la flèche indiquant le sens du courant sont de sens contraires.
- Il joue le rôle d’ampèremètre, de voltmètre et d’ohmmètre.
- Un ampèremètre sert à mesurer l’intensité I d’un courant électrique (en A ou en mA).
- Un voltmètre sert à mesurer la tension UAB entre deux points A et B d’un circuit électrique (en V ou en mV).
- Un ohmmètre sert à mesurer la résistance d’un conducteur ohmique (en ohm : Ω).
- Nature du courant.
- Calibre : Le calibre est la valeur maximale que le multimètre peut mesurer.
- Remarque : Lorsque le multimètre est utilisé en ampèremètre, on risque de détériorer le fusible si on dépasse la valeur du calibre.
- C’est l’intensité ou la tension maximale que peut supporter l’appareil sans être détérioré.
- Branchement : En série pour l’ampèremètre et en dérivation pour le voltmètre.
- Schémas :
- Sens du branchement
- Schémas :
Réaliser le montage suivant :
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Régler au préalable la tension du générateur :
U
PN = 12 V. |
2)- Mesures et exploitation des mesures.
Représenter UPN, UPA, UAB, UBC, UCD, UDE, UEN et UAE.
- On ferme l’interrupteur.
Mesurer UPN, UPA, UAB, UBC, UCD, UDE, UEN et UAE.
Comparer et UAE à UAB + UBC + UCD + UDE. Conclusion 1.
Mesurer l’intensité du courant en trois points du circuit.
Conclusion 2.
Réaliser le montage suivant :
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Régler au préalable la tension du générateur :
UPN = 3,0 V. |
2)- Mesures et exploitation des mesures.
- Fermer l’interrupteur.
Mesurer UPN,
UAB,
UCD,
UEF.
Comparer UPN à UAB et à UCD. Conclusion 3.
Mesurer l’intensité du courant dans les branches PE, AB, CD, FN.
Conclusion 4.
VII- Utilisation d’un ohmmètre.
- Mesurer la valeur de la résistance R1.
- Mesurer la valeur de la résistance R2.
- Mesurer la valeur de la résistance R3 constituée par les conducteurs ohmiques R1 et R2 associés en série.
- Conclusion 5.
- Mesurer la valeur de la résistance R4 constituée par les conducteurs ohmiques R1 et R2 associés en dérivation.
- Conclusion 6.