TP MPI  N° 02

Loi des tensions et Lois des intensités. Énoncé

Correction 

I- Le courant électrique.

II- La tension électrique.

1)- Analogie.

2)- Différence de potentiel ou d.d.p.

 III- Cas d’un circuit série

1)- Mesure de tensions dans un circuit série.

a)- But : réaliser un montage électrique et mesurer des tensions pour en tirer une loi simple.

b)- Montage :

Réaliser le montage schématisé ci-dessous (interrupteur K ouvert), puis le faire vérifier.

-  Informations :

-  représentation symbolique de l’alimentation ajustable (0 V – 12 V) :

-  P est la borne positive du générateur de tension (alimentation ajustable 0 V – 12 V) :

-  R est un conducteur ohmique de résistance R = 18 Ω et de puissance P = 1 W

-  K est un interrupteur

-  L est une lampe : 12 V – 100 mA.

c)- Rappels importants: On veut mesurer la tension U_AB :

d)- Préparation :

Configurer le multimètre (noir) pour mesurer une tension. Indiquer les étapes suivies :

-  Étape 1 :……………………………………………………………………………………………………………

-  Étape 2 :……………………………………………………………………………………………………………

-  Étape 3 :……………………………………………………………………………………………………………

    Réglage de l’alimentation ajustable :

-  À l’aide du multimètre ainsi configuré, on propose dans un premier temps de régler la tension de l’alimentation ajustable sur 9 V.

-  Brancher le voltmètre aux bornes de l’alimentation ajustable :

-  la borne P (borne positive) est reliée à la borne …..du voltmètre et

-  la borne N (noire du générateur) est reliée à la borne …….. du voltmètre.

-  Ajuster la valeur de la tension sur 9 V (interrupteur ouvert).

e)- Les mesures :

Interrupteur K ouvert (circuit ouvert) : 

-  À l’aide du voltmètre, mesurer les tensions suivantes et compléter le tableau I en prenant la première ligne comme modèle :

Interrupteur K fermé (circuit fermé) :  À l’aide du voltmètre, mesurer les tensions suivantes et compléter le tableau II en prenant la première ligne comme modèle :

f)- Conclusions :

g)- Propriétés de la tension.

►  Propriété 1.

Mesurer les tensions et compléter le tableau :

►  Propriété 2 :

-  La tension est représentée par un segment fléché placé à côté du circuit :

-  le talon part du point qui figure en deuxième position en indice et la pointe arrive au premier point situé en indice.

-  Exemple :

Compléter la figure 1 en faisant apparaître U_PN, U_CD , U_EF.

► Première loi des tensions.

-  Représenter la portion de circuit CF (qui ne comprend pas de générateur).

Représenter les tensions U_CF, U_CD , U_EF. Pourquoi ne demande-t-on pas la tension U_DE ?

Mesurer les tensions (circuit fermé) et compléter le tableau suivant :

-  Quelle relation entre ces tensions peut-on écrire au vu des mesures ?

-  Conclure à l’aide d’une phrase :

h)- Pour aller plus loin :  Notion de potentiel d’un point. Notion de masse.

► Définitions.

-  Un voltmètre ne mesure que la différence de potentiel entre deux points d’un circuit.

-  Pour connaître le potentiel électrique d’un point d’un circuit, il faut choisir un point du circuit comme référence.

-  On écrit : U_AB  = V_A – V_B :

-  V_A est le potentiel du point A et V_B est le potentiel du point B.

-  L’unité est le volt (V)

-  Si on choisit le point B comme référence, alors V_B = 0 V et U_AB  = V_A – 0  =>  U_AB  = V_A .

-  Dans ce cas, on dit aussi que le point B du circuit est la masse du montage.

-  Remarque : le point de référence est choisi de façon arbitraire.

-  Il faut toujours spécifier la masse sur un montage.

-  Symbole de la masse :

i)- Mesure du potentiel d’un point du circuit.

Mesurer les tensions U_PN, U_CN, U_EN, U_FN (interrupteur K fermé).

-  On choisit le point N comme référence, on dit également que N est la masse du montage.

-  Donner les potentiels des points P, C, E, F et N du circuit.

-  Lors d’une mesure de tension (différence de potentiel) par rapport à la masse, la borne ‘’……………’’ du voltmètre est reliée à la masse.

-  La valeur mesurée donne le…………… du premier point en indice.

-  Exercice :

-  Vérifier les valeurs des potentiels, des points P, C, E, F, N,  à l’aide du tableau II, des propriétés et des lois de la tension.

2)- Mesure de l’intensité dans un circuit série.

a)- But : mesurer l’intensité du courant en différents points d’un circuit série.

b)- Montage :

On utilise le même montage de la figure 1.

c)- Préparation :

-  Un ampèremètre se branche en …………….

-  Il faut respecter les polarités et commencer avec le calibre le plus …………….

-  La borne (mA ou A) est la borne …………du courant et la borne (COM) est la borne de…………….

Configurer le multimètre (jaune) pour mesurer une intensité inférieure ou égale à 400 mA. Indiquer les étapes suivies :

-  Étape 1 :……………………………………………………………………………………………………………

-  Étape 2 :……………………………………………………………………………………………………………

-  Étape 3 :……………………………………………………………………………………………………………

d)- Les mesures :

e)- Conclusion :