TP MPI N° 06 |
Mesures de la résistance d'un conducteur ohmique. Énoncé |
Matériel : |
Multimètres (2 : jaune et noir), générateurs (polysource, multigénérateur), fils de connexions, interrupteur, plaque de connexions ; R 2200 ; R 33 Fichier Excel compressé :
|
III -Détermination de la valeur de la résistance R . |
![]() |
- Déterminer
la valeur de la résistance d'un conducteur ohmique (C.O)
par plusieurs méthodes.
- Évaluer
les incertitudes sur la valeur de la résistance selon les méthodes utilisées
et les comparer.
- Lorsque aucun courant électrique ne circule dans un C.O, la tension aux bornes de celui-ci :
►Par définition, un dipôle passif est un dipôle dont la tension à ses bornes est nulle quand l'intensité du courant qui le traverse est nulle.
-
Le C.O est-il un dipôle passif
?
- Dans le cas d'un
C.O, que peut-on dire
de la tension U à ses bornes et de l'intensité
I
du courant qui le traverse ?
- Mathématiquement, que représente
R
?
- A partir de la loi d'Ohm, écrire les deux relations équivalentes en
mathématique.
III-
Détermination de la valeur de la résistance
R.
1)- A l'aide d'un ohmmètre.
On utilise la fonction ohmmètre d'un multimètre que l'on branche directement aux bornes du C.O.
- Quelles bornes doit-on utiliser ?
- Quel calibre doit-on afficher au départ ?
Mesurer la résistance des deux
C.O présents sur la table.
R1 = |
sur le calibre : |
R2 = |
sur le calibre : |
2)- A l'aide d'un voltmètre et d'un ampèremètre.
Faire le schéma d'un circuit série comprenant :
une alimentation ajustable réglée sur 3 V , un interrupteur, un C.O,
un ampèremètre pour mesurer l'intensité I du courant qui circule dans le C.O
et un voltmètre pour mesurer la
tension U aux bornes du C.O.
|
Réglages initiaux : du voltmètre :
de l'ampèremètre : |
Faire vérifier le schéma puis réaliser le montage.
|
U (en V) |
I (en ) |
Calcul de la résistance R (en Ω) |
||
|
calibre |
mesure |
calibre |
mesure |
|
C.O.1 |
|
|
|
|
|
C.O.2 |
|
|
|
|
|
3)- A l'aide du code de couleurs.
═► II y a 5 anneaux sur le C.O, on commence à lire à partir de l'anneau situé le plus près d'une extrémité.
═► Chacun des anneaux a une signification précise.
Couleur |
Chiffre |
Tolérance |
Conducteur
ohmique à 4 anneaux |
noir |
0 |
|
La 1ière couleur est le chiffre des centaines ; 2ière couleur est le chiffre des dizaines ; la 3ième couleur est le chiffre des unités ; la 4ième couleur est l'exposant de la puissance de 10 qui vient en facteur multiplicatif ; La 5ième couleur indique la tolérance. |
brun |
1 |
± 1% |
|
rouge |
2 |
± 2 % |
|
orange |
3 |
|
|
jaune |
4 |
|
|
vert |
5 |
|
|
bleu |
6 |
|
|
violet |
7 |
|
|
gris |
8 |
|
|
blanc |
9 |
|
|
or |
- 1 |
± 5 % |
|
argent |
- 2 |
± 10 % |
|
sans marquage |
|
± 20 % |
►La tolérance : le constructeur fournit les C.O avec une tolérance sur la valeur de leur résistance.
►Cette tolérance est indiquée par un anneau de couleur sur le corps du C.O.
- La tolérance indique
l'incertitude sur la valeur de la résistance , due à la fabrication.
- Exemple : pour une tolérance de 5% , la valeur de la résistance du C.O est comprise entre :
- 0,95 R constructeur et 1,05 R constructeur
|
|
Couleur et signification |
Valeur de R |
Intervalle des valeurs possibles |
C.O1 |
Premier anneau |
|
|
sous forme d'un encadrement : |
Deuxième |
|
|||
Troisième |
|
sous forme de segment : |
||
Quatrième |
|
|||
Cinquième |
|
|||
|
Premier anneau |
|
|
sous forme d'un encadrement : |
Deuxième |
|
|||
Troisième |
|
sous forme de segment : |
||
Quatrième |
|
|||
Cinquième |
|
IV-
Incertitudes liées à l'utilisation du multimètre.
► Aucun appareil de mesure n'est parfait: une mesure est toujours entachée d'erreurs.
- Le constructeur du multimètre indique sur la notice d'emploi, l'incertitude faite sur la mesure.
═► Par exemple, on peut lire sur une notice : incertitude = ± (1 % de la lecture + 1 digit ).
═► 1 digit (ou une unité de représentation ou UR) correspond au dernier rang affiché à droite.
- Ex. : si on lit 0,245, le dernier rang (chiffre 5) est 10 – 3.
- Un digit est égal à 1 x 10 – 3 c'est-à-dire 0,001.
1)- Mesure à l'ohmmètre.
Rappeler la valeur mesurée de R1 et de
R2.
- Incertitude donnée sur la notice : ± ( 0,8% de la lecture + 1 digit).
- Calcul de l'incertitude de la mesure (arrondir judicieusement la valeur trouvée) :
- Donner l'intervalle des valeurs possibles de R mesuré à l'ohmmètre :
2)- Mesure à l'aide d'un voltmètre et d'un ampèremètre.
a)- intensité I :
Rappeler la valeur mesurée de l'intensité pour
R1 et
R2 :
Pour R1 |
I1 = |
Pour R2 |
I2 = |
- Incertitude donnée sur la notice : ± (1 °/a de la lecture + 1 digit).
- Calcul de l'incertitude de la mesure : pour I1 et I2
- Donner l'intervalle des valeurs possibles de I mesuré à l'ampèremètre : pour I1 et I2
b)- Tension U.
- Rappeler la valeur mesurée de la tension pour
R1 et
R2 :
Pour R1 |
U1 = |
Pour R2 |
U2 = |
- Incertitude donnée sur la notice : ± (0,5% de la lecture + 1 digit).
- Calcul de l'incertitude de la mesure : pour U1 et U2
- Donner l'intervalle des valeurs possibles de U mesuré au voltmètre : pour U1 et U2
c)- recherche des valeurs
possibles du quotient R = U / I.
- Les valeurs extrêmes sont obtenues de la manière suivante :
- pour
R min il faut prendre la valeur du quotient
.
- pour
R max il faut prendre la valeur du quotient
.
|
Calcul de la valeur maximale Rmax |
Calcul de la valeur minimale Rmin |
C.O.1 |
|
|
C.O.2 |
|
|
Donner
l'intervalle des valeurs possibles de R
calculé en utilisant la relation
|
||
C.O.1 |
|
|
C.O.2 |
|
Pour les deux C.O, représenter les uns en dessous des
autres les intervalles des valeurs possibles de R
déterminé :
- à l'aide de l'ohmmètre ;
- à l'aide du voltmètre et de l'ampèremètre ;
- à l'aide du code des couleurs.
Y a-t-il une partie commune à ces trois intervalles ?
Quelles sont les valeurs possibles de
R
déterminé de trois manières différentes ?