Grandeurs physiques, unités, écriture des valeurs numériques. Le multimètre. Énoncé. |
Matériel |
Multimètres (2 : jaune et noir), générateurs (polysource, multigénérateur), lampe à incandescence (12 V – 100 mA), fils de connexions, interrupteur , plaque de connexion |
I -Grandeurs physiques et mesures . II -Unités, notation scientifique et ordre de grandeur. |
I- Grandeurs physiques et mesures.
1)- Donner des exemples de grandeurs physiques :
2)- Définition d’une grandeur physique.
II- Unités, notation scientifique et ordre de grandeur.
1)- Repérer les nombres écrits en notation scientifique, définir la notation scientifique et écrire les autres nombres en écriture scientifique (sur 4).
50,32 × 103 = |
2,345 × 10–8 |
0,745 × 10 – 2 = |
0,0568 = |
3740 = | 0,685 × 10 2 = |
10045 = | 2 = |
2)- Multiples et sous-multiples.
a)- Que signifient les préfixes suivants ? Par quelle abréviation les représente-t-on ?
milli |
micro |
kilo |
méga |
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b)- Effectuer les conversions demandées en utilisant la notation scientifique ou en écrivant le nombre tel quel si c’est simple (sur 4).
0,32 A |
= |
mA |
5,0 × 10 4 V |
= |
mV |
53 mV |
= |
V |
18 MV |
= |
V |
0,0056 mA |
= |
A |
0,0056 mA |
= |
mA |
30 mV |
= |
kV |
2 500 000 W |
= |
kW |
270 mA |
= |
mA |
72 kV |
= |
V |
18 MV |
= |
kV |
0,038 A |
= |
mA |
III- Les dipôles, le courant électrique , la tension électrique.
1)- Associer un nom à chaque dipôle ( sur 2) :
- Lampe témoin, moteur, pile, lampe à incandescence, diode, conducteur ohmique, interrupteur, fusible.
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2)- Dans quel cas un courant électrique circule-t-il dans un circuit fermé ? (sur 2) :
3)- Indiquer sur le schéma ci-dessous le sens conventionnel du courant dans le circuit (sur 1) .
4)- Indiquer avec la lettre C (pour conducteur) ou I (pour isolant) la nature des matériaux ci-dessous (sur 1,5).
Air |
Cuivre |
Mercure |
Graphite |
Zinc |
verre |
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5)- Indiquer sur le schéma le sens du courant qui permettrait à la DEL de s’éclairer ( sur 2).
6)- Indiquer sous chaque schéma s’il s’agit d’un circuit série ou d’un circuit avec dérivation (sur 3).
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7)- Quelle est l’unité de l’intensité du courant ( nom et symbole) (sur 1).
- Réponse :
8)- Comment mesure-t-on l’intensité du courant dans un circuit (il faut être très précis) ? (sur 2)
- Réponse :
9)- Pour chaque circuit, donner la valeur de l’intensité du courant I3 (sur 3).
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10)- Quelle est l’unité de la tension électrique (nom et symbole) ? (sur 1) :
- Réponse :
12)- Dans la portion de circuit ci-dessous, on donne : UAB = 9,0 V, UAC = 6,6 V. Calculer les valeurs des tensions ci-dessous. (sur 4,5)
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UAD = |
U EA = |
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U CB = |
13)- Quelle est l’unité de résistance électrique (nom et symbole) ? (sur 1) :
- Réponse :
14)- Citer deux méthodes permettant de mesurer la résistance d’un conducteur ohmique. (sur 2)
- Première méthode :
- Seconde méthode :
15)- Parmi les caractéristiques intensité-tension ci-dessous, donner la lettre qui correspond à celle d’un conducteur ohmique. (sur 2) :
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- Réponse :
16)- Énoncer la loi d’Ohm aux bornes d’un conducteur ohmique (résistor) de résistance R (sur 2) :
-
17)- Que peut-on dire des grandeurs U et I pour un conducteur ohmique ? (sur 2) :
-
18)- En dessous des écrans d’oscilloscope représentant différentes tensions, placer le ou les mots de la liste suivante :
périodique ; continue ; variable ; alternative :
qui caractérise(nt) le mieux chacune des tensions (plusieurs mots possibles pour une même tension). ( sur 3)
- Remarque : la ligne horizontale centrale représente une tension nulle.
19)- Sur l’écran de l’oscilloscope ci-dessous repasser en rouge, sur l’oscillogramme, une période du signal. (sur 2)
20)- Retrouver quelques formules simples d’électricité : entourer la bonne réponse : (sur 3)
a)- En notant T la période en seconde et f la fréquence en Hz, on a :
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b)- En notant P la puissance électrique , I l’intensité et U la tension, on a :
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c)- En notant E l’énergie électrique, P la puissance et t le temps, on a :
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1)- Présentation du multimètre :
- Faire le schéma du multimètre ( on se limite aux fonctions fondamentales).
2)- Donner la représentation symbolique d’un :
a)- Voltmètre |
b)- Ampèremètre |
c)- Ohmmètre |
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3)- Quelles bornes faut-il utiliser pour transformer le multimètre (on peut faire un schéma) en :
a)- Voltmètre |
b)- Ampèremètre |
c)- Ohmmètre |
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V- Utilisation de multimètres :
1)- Utilisation d’un multimètre en voltmètre.
a)- Le but :
- Régler la tension aux bornes d’une alimentation ajustable sur UG = 3,5 V à l’aide d’un voltmètre.
b)- Préparation du multimètre :
- Sélection du courant et du calibre.
- Définir le calibre d’un appareil :
- Quel calibre faut-il choisir avant de faire une expérience ? Pourquoi ?
- Sélectionner le calibre le mieux adapté.
- Choisir les bornes et relier chaque borne à un fil de jonction (rouge et noir : connecter le fil noir à la borne COM).
c)- Le générateur : polysource ou multigénérateur.
- Repérer les bornes de branchement de l’alimentation ajustable,
- le potentiomètre permettant le réglage et le bouton inverseur (dans certain cas).
- Faire un schéma simplifié de la partie alimentation ajustable.
d)- Schématisation du montage permettant la mesure de la tension.
Alimentation ajustable |
Montage |
ou |
Manipulation 1 :
- Réaliser le montage (interrupteur ouvert),
- Le faire vérifier.
- Puis procéder au réglage (on garde le réglage pour la manipulation suivante)
e)- Quels sont les calibres que l’on peut utiliser ? Choisir le calibre le mieux adapté.
2)- Utilisation d’un multimètre en ampèremètre.
a)- Le but : mesurer l’intensité du courant dans un circuit série.
b)- Préparation du multimètre :
- Sélection du courant et du calibre.
- Quel calibre faut-il choisir avant de faire une expérience ?
- lors de l’utilisation du multimètre en ampèremètre, pourquoi le choix du calibre de départ est-il très important ?
- Indiquer la liste des calibres de l’ampèremètre par ordre décroissant.
- Sélectionner le calibre le plus élevé.
- Choisir les bornes et relier chaque borne à un fil de jonction (rouge et noir : connecter le fil noir à la borne COM).
c)- Schématisation du circuit :
- Faire le schéma d’un circuit série comprenant,
- le générateur précédent,
- un interrupteur K,
- une lampe à incandescence,
- un ampèremètre et des fils de jonction.
Manipulation 2 :
- Réaliser le montage (interrupteur K ouvert),
- Le faire vérifier.
- Puis procéder à la mesure.
d)- Adapter le calibre à la mesure si cela est nécessaire.
- Noter la valeur de l’intensité du courant :
- I =
3)- Intensité et tension.
a)- Faire le schéma du montage permettant de mesurer la tension aux bornes de la lampe à incandescence du circuit précédent.
Manipulation 3 :
- compléter le montage (interrupteur ouvert).
- Le faire vérifier. Puis procéder à la mesure.
- Noter les caractéristiques de la lampe et les comparer aux valeurs de l’intensité et de la tension mesurée. Conclusions.