Page 1 sur 9

Chap1 : Intensit et tension.

Items Connaissances Acquis Appareil de mesure de lintensit. Branchement de lappareil de mesure de lintensit. Symbole normalis de lappareil de mesure de lintensit. Unit de mesure de lintensit Appareil de mesure de la tension. Branchement de lappareil de mesure de la tension. Symbole normalis de lappareil de mesure de la tension. Tension entre deux points non parcouru par un courant. Intensit qui traverse un fil ou un interrupteur ferm. Fonctionnement normale dun appareil et tension nominale. Surtension et sous-tension. Loi de lintensit du courant dans un circuit en srie. Capacits. C3.2.4 Suivre un protocole donn (utiliser un appareil de mesure). C3.2.4 Lire une mesure. C3.2.4 Estimer la prcision dune mesure. C3.2.4 Optimiser les conditions de mesure. C3.2.4 Associer les units aux grandeurs correspondantes. Faire un schma en respectant des conventions. Observer les rgles lmentaires de scurit en lectricit. C3.1.1 Observer, recenser des informations : valeurs nominales. C3.1.3 Mettre en uvre un raisonnement, une mthode, un protocole exprimental pour choisir une lampe

adapte au gnrateur.

C3.1.3 Questionner, identifier un problme. C3.1.3 Formuler une hypothse. C3.1.3 Mettre en uvre un protocole exprimental.

Page 2 sur 9

Chap1 : Intensit et tension. I. Mesurer une intensit et une tension. Un multimtre est un appareil permettant de mesurer diffrentes grandeurs lectriques : Lintensit du courant qui traverse un diple. (Zone rose) La tension entre les bornes dun diple. (Zone bleu) La rsistance dun diple. (Zone verte) Choix du calibre et prcision de la mesure : Chaque calibre est la valeur maximale qui peut tre mesure pour la position choisie du curseur. Exemples : - si le curseur est en position 20mA, lintensit maximale que peut mesurer lampremtre est 20mA. - si le curseur est en position 20V, la tension maximale que peut mesurer le voltmtre est de 20V. Attention : si la valeur est suprieure au calibre utilis, le multimtre risque dtre endommag. Pour une premire mesure, on commence donc par le calibre le plus grand. Si cela est possible, on effectue une autre mesure car plus la valeur mesure est proche de la valeur du calibre utilis, plus la mesure est prcise. Pour une deuxime mesure, on utilisera le calibre immdiatement suprieur la premire valeur trouve.

Ecran. Les appareils ordinaires naffichent que trois chiffre, le point indique la position de la virgule. Exemples : 2.35 signifie 2,35 .128 signifie 0,128

Zone de fonctionnement de lohmmtre. Non utilis dans ce chapitre

Bornes dentre de lampremtre. 10 A exclusivement pour le calibre 10 Ampre. mA pour les calibres en milliampre.

Borne de sortie COM. Cest la borne de sortie commune toutes les mesures ralises avec le multimtre. Un fil est toujours connect cette borne.

Borne dentre V. Un fil est connect sur cette borne pour utiliser la fonction voltmtre ou ohmmtre.

Zone de fonctionnement du voltmtre (en courant continu) Elle comporte diffrents calibres : 600V, 200V, 20V et 2V

Zone de fonctionnement du voltmtre (en courant alternatif) Non utilis en quatrime.

Zone de fonctionnement de lampremtre (en courant continu) Elle comporte diffrents calibre : 10A, 2000mA, 200mA et 20mA.

Test de transistor NPN/PNP Non utilis au collge

Zro. Permet dteindre le multimtre quand le gnrateur est arrt.

Curseur. Permet de choisir la zone de fonctionnement et le calibre.

Page 3 sur 9

Branchement : Le Voltmtre se branche en drivation avec le diple dont on veut mesurer la tension en utilisant les bornes V et COM. Lampremtre se branche en srie avec le diple dont on veut mesurer lintensit en utilisant les bornes 10A et COM ou mA et COM suivant les calibres dsirs.

Grandeur et symbole

Intensit note I

Tension note U

Unit de mesure et symbole

Ampre note A

Volt not V

Multiples et sous-multiples

Milliampre not mA 1A = 1000mA

Kilovolt note kV 1kV=1000V millivolt note mV 1V=1000mV

Appareil de mesure

Ampremtre

Voltmtre

Symbole normalis

Branchement

Srie

Drivation

Calibres disponibles

10A 2000mA ; 200mA ; 20mA

600V ; 200V ; 20V ; 2V

Bornes utilises

COM et 10A Ou COM et mA

COM et V

Voir fiche 4p218 : les units. Exemples de conversions. 0,24 A = 240 mA 30 mA = 0,030 A

230V = 0.230 kV 800kV = 800000 V

Exercices : 8p88 : Convertir les units a. 0,125 A = 125 mA; 350 mA = 0,350 A b. 0,047 A = 47 mA; 72 mA = 0,072 A c. 1,630 A = 1 630; 3 264 mA = 3,264 A d. 0,002 5 A = 2,5 mA ; 8,6 mA = 0,008 6

8p104 : convertir les units a. 3,45 V = 3 450 mV; 1 732 mV = 1,732 V b. 0,23 V = 230 mV; 654 mV = 0,654 V c. 7,2 kV = 7 200 V; 220 V = 2,20 kV d. 25 mV = 0,025 V; 0,087 V = 87 mV e. 100 000 V = 100 kV ; 1,2 V = 1 200 mV

A V

Page 4 sur 9

AE : Dans quel cas une lampe brille-t-elle normalement ? Intensit Tension

Gnrateur sur 6V

Quel est le calibre le plus grand de lappareil de mesure ? 10A

600V

Raliser le montage ci-dessus en utilisant le calibre le plus grand. Faire vrifier votre circuit avant dallumer le gnrateur

0,03A=30mA 6V

Quelle est la prcision de votre mesure ?

0,01A=10mA 1V

Quel est le calibre qui vous donnera la mesure la plus prcise ?

200mA 20V

Eteindre le gnrateur et faire les modifications ncessaires pour une deuxime mesure sur ce calibre. Faire vrifier votre circuit avant dallumer le gnrateur

30,9mA 5,87V

Quelle est alors la prcision de votre mesure ?

0,1mA 0,01V

Quobservez-vous aprs avoir interverti les deux bornes du multimtre ?

-30,9mA -5,87V

Gnrateur sur 12V Quel est le calibre le plus grand de lappareil de mesure ?

10A

600V

Eteindre le gnrateur et faire les modifications ncessaires pour une premire mesure sur le calibre le plus grand. Faire vrifier votre circuit avant dallumer le gnrateur

0.04A=40mA 11V

Quel est le calibre qui vous donnera la mesure la plus prcise ?

200mA 20V

Eteindre le gnrateur et faire les modifications ncessaires pour une deuxime mesure sur ce calibre. Faire vrifier votre circuit avant dallumer le gnrateur

48,3 mA 12,07V

Relever les valeurs inscrites sur le culot de la lampe

50mA 12V

Aprs avoir confront vos observations et vos mesures, rpondre la question pose dans le titre.

Pour fonctionner normalement une lampe, doit avoir ses bornes une tension proche de sa tension nominale (fournie par le fabriquant). Dans ce cas, elle est traverse par une intensit proche de son intensit nominale. Si la tension ses bornes est infrieure sa tension nominale, elle est en sous-tension et brille faiblement voire pas du tout. Si la tension ses bornes est suprieure sa tension nominale, la lampe est en surtension et risque dtre dtriore.

A

COM

COMV

Page 5 sur 9

Remarque : Pour afficher une valeur positive, la borne COM du multimtre doit tre branche du cot de la borne moins du gnrateur Pour que la mesure soit la plus prcise, il faut que le calibre du multimtre soit immdiatement suprieur la valeur mesure. Si la valeur mesure est suprieure au calibre utilis, le multimtre affiche 1. Exercices : 9p88 : Corriger une erreur. 1. Elle a slectionn le calibre le plus petit. 2. Le multimtre risque dafficher 1. 3. Il faudrait slectionner le calibre 10 A. 11p88 : Lire une intensit. 1. Lintensit mesure vaut I = 191,5 mA. 2. Oui, cest le calibre 200 mA, juste suprieur la valeur mesure. 3. 12p88 : Interprter une observation. Les deux lampes identiques ne brillent pas galement. La lampe b brille plus que la lampe a, donc lintensit dans b est plus grande que dans a (le courant est plus intense dans a que dans b). 15p89 : O sont les bornes ? 1. Le sens du courant est dtermin partir de lobservation attentive de lampremtre. Laffichage comportant le signe - , la borne COM est branche du cot de la borne + du gnrateur (ou le courant entre dans lampremtre par la borne COM et ressort par la borne A). 2. La borne + du gnrateur est donc la borne de droite, cest--dire celle par laquelle sort le courant qui entre par la borne COM de lampremtre. 3. Le montage correct ncessite de permuter les bornes de l ampremtre pour que le courant entre par la borne A et ressorte par la borne COM.

17p89 : Soyons prcis. 1. Dernier chiffre affich : a. 0,01 A soit 10 mA ; b. 0,1 mA soit 0,000 1 A. La mesure la plus prcise est donc la b. 2. Cest le calibre de lampremtre qui a t modifi : a. calibre 10 A ; b. calibre 200 mA. 9p104 : Corriger une erreur 1. Marion a slectionn le calibre le plus petit, celui de 2 V. 2. Le multimtre risque dafficher 1. 3. Il faudrait slectionner le calibre 20 V (en classe de Physique ; ailleurs, le calibre de 600 V ). 10p104 : Lire une tension 1. Le voltmtre indique une tension de 4,22 V. 2. Oui, le calibre est bien choisi ; cest certainement celui de 20 V (voir fiche outil page 216). 3. 14p104 : choisir le bon calibre 1. Le calibre le plus adapt est 20 V (voir la fiche outil p. 216). 2. Il peut utiliser les calibres suprieurs (mais avec moins de prcision). 16p105 : ou sont les bornes ? Le voltmtre est branch avec un fi l noir la borne COM et un fi l rouge la borne V. La tension affiche tant ngative, cela signifie que cest la borne du gnrateur qui est relie la borne V. Donc la borne est celle relie au fi l rouge ; la borne + celle relie au fi l noir.

Page 6 sur 9

A

COM

ACOM

II. Intensit dans un circuit en srie. AE : Intensit dans un circuit simple.

Schmas

Mesures

I= 246 mA

I= 247 mA

I= 87,4mA

I= 87,2mA

I= 87,2mA

Conclusion : Dans un circuit en srie, lintensit du courant est la mme en tout point du circuit: cest la loi dunicit de lintensit.

Activit 3p80 : L'intensit dpend-elle de la composition du circuit ? Activit4p81 : Lintensit dpend-elle de lordre des diples dans le circuit ? Remarques : - Le courant ne fait que de traverser un diple ; la valeur de lintensit est la mme avant et aprs ce diple. - Plus on augmente le nombre de diple dans le circuit en srie, plus lintensit du courant diminue. - Lordre de branchement des diples na pas dinfluence sur lintensit. Exercices : 10p88 : Prvoir une observation. 1. Oui car lintensit a mme valeur dans les deux lampes en srie, et les lampes sont identiques. 2. Un ampremtre branch avant L1 et un autre branch avant L2. 3.

21p90 : Une protection rapproche. Si la DEL grille, cest que lintensit du courant est trop grande. Lintensit dpendant de la composition du circuit et plus prcisment quelle diminue quand le nombre de diples en srie augmente, il faut monter la rsistance en srie.

ACOM

ACOM

ACOM

Page 7 sur 9

16p89 : Il faut suivre la loi. 1. Diffrence entre les valeurs affiches par les ampremtres : 126 122 = 4 mA. 2. Lintensit la mme valeur en tout point dun circuit comportant une seule boucle, donc lun des ampremtres nest pas juste : il naffiche pas la valeur relle de lintensit. 3. Si on permute les deux ampremtres, ils afficheront chacun la mme valeur que prcdemment, puisque lintensit dans le circuit reste inchange. Il faut une 3me mesure avec un autre appareil.

13p89 : Prvoir une mesure (solution p220)

III. Tension dans un circuit simple. AE : Tension dans un circuit simple. Tension aux bornes de : Schma K ouvert K ferm Gnrateur

11,97V

11,95V

Lampe

0,000V

11,94V

Interrupteur

11,94V

0,002V

Fil de connexion

0,000V

0,002V

Conclusion: La tension aux bornes d'un gnrateur nest jamais nulle La tension aux bornes d'un fil de connexion et dun interrupteur ferm est toujours nulle La tension aux bornes d'un interrupteur ouvert n'est pas nulle. La tension entre les bornes dun rcepteur est nulle dans un circuit ouvert.

Remarques : Une tension peut exister entre deux points dune portion de circuit non parcourue par un courant. Certains diples (fil, interrupteur ferm) peuvent tre parcourus par un courant sans tension notable entre leurs bornes.

VCOM

VCOM

V COM

VCOM

Page 8 sur 9

Exercices : 11p104 : Trouver lerreur 1. Le circuit est ferm, mais la lampe ne brille pas ; le voltmtre indique une tension de 6,37 V : cest celle du gnrateur, car le voltmtre a t branch en srie. 2. 13p104 : Choisir les appareils 1. 2. Le voltmtre mesure la tension aux bornes de la lampe ; lampremtre mesure lintensit du courant qui traverse la lampe

15p105 : un protocole strict 1. Matriel : une pile plate ; un moteur sur support ; un interrupteur ; deux pinces crocodile ; un multimtre ; 5 fils de connexion. 2. Ordre des tapes du protocole : d ; b ; a ; c. 3. 19p105 : pour aller plus loin 1.

2. Si on retourne la DEL, elle steint, car elle est quivalente un interrupteur ouvert. La tension ses bornes sera alors celle de la pile, donc voisine de 4,5 V.

IV. Bilan. Quelle diffrence entre tension et intensit ? Analogie Hydraulique.

Page 9 sur 9