TP N° 3 MESURE DES RESISTANCES - Technologue ?· 2014-01-18 · TP N° 3 MESURE DES RESISTANCES OBJECTIFS…

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  • Travaux Pratiques Mesures Electriques ISET de Nabeul

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    TP N 3 MESURE DES RESISTANCES

    OBJECTIFS

    Se familiariser avec les appareils de mesure classiques (Voltmtre-Ampremtre).

    Apprendre viter les erreurs accidentelles et dtecter les erreurs systmatiques.

    Savoir choisir la mthode de mesure la plus convenable pour lapplication en question.

    Savoir prsenter correctement un rsultat de mesure.

    Dvelopper lesprit critique des rsultats obtenus.

    CRITERES D'EVALUATION

    Cblage correct.

    Mthode de travail de l'tudiant.

    Exactitude des rsultats.

    MATERIEL

    Rsistances.

    Alimentation stabilise.

    Voltmtre, ampremtre et multimtre.

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    Rappel

    1) Dfinition dune rsistance Le degr dopposition au dplacement du courant lectrique dans un circuit

    dfinit la rsistance lectrique de ce circuit. La loi dOhm sexprime par :

    U R I= Avec :

    R : est la rsistance lectrique du circuit en Ohm ().

    U: est la tension lectrique applique aux bornes de R en Volts (V).

    I: est le courant parcourant la rsistance R en Ampres (A).

    2) Le code couleur dune rsistance La valeur des rsistances de faibles puissances (moins de 5W) est gnralement inscrite sous forme de code form de 4, 5 ou 6 anneaux de couleur illustrs par la figure 1 suivante :

    Figure 1 : Code des couleurs des rsistances

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    3) Classification des rsistances Trs faibles : R 0.01 .

    Faibles : 0.01 < R 10 .

    Moyennes : 10 < R l0 K.

    Grandes : 10 K < R 10 M.

    Trs Grandes : R > 10 M.

    4) Mesure des rsistances par la mthode voltampremtrique

    Cette mthode consiste :

    Mesurer laide dun Ampremtre le courant parcourant la rsistance inconnue.

    Mesurer laide dun Voltmtre la tension applique la rsistance inconnue.

    La rsistance mesure est alors le rapport de la tension mesure par lintensit mesure du courant, soit:

    mesmes

    mes

    URI

    =

    Montages utilises

    Selon lemplacement du voltmtre par rapport lAmpremtre, on distingue deux types de montages : montage Amont (ou Longue Drivation) et le montage Aval (ou Courte Drivation).

    Montage Amont (ou Longue Drivation) Montage Aval (ou Courte Drivation)

    Figure 2 : Montages de la mthode voltampremtrique

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    Etude prliminaire

    1) Montage Longue Drivation (ou Amont)

    RA et RV sont les rsistances de lampremtre et du voltmtre sur les calibres choisis, RL la rsistance inconnue dtermine partir de la loi dOhm.

    Le voltmtre est ici branch aux bornes de lensemble: il ya donc une erreur systmatique due la rsistance de lampremtre et L AR R R= + . Il faut donc

    apporter une correction ngative de AR .

    En valeur relative, la correction vaut AL L

    R RR R = : cette correction devient trs

    faible et ngligeable, si L AR R ; donc la mthode de la longue drivation conviendra pour les rsistances grandes par rapport RA.

    2) Montage Courte Drivation (ou Aval) Le voltmtre est branch aux bornes de la rsistance seule. Cest

    lampremtre maintenant qui mesure le courant dans la rsistance et dans le voltmtre. Il ya donc erreur systmatique due la rsistance en parallle du voltmtre :

    VC

    V

    R RRR R

    =+

    , on peut tirer : 1

    1C V

    CCV CV

    R RR R RR RR

    = =

    , il faut apporter une

    correction positive (car CR R< ). En ngligeant les termes du second ordre, il vient :

    si 1CV

    RR

    alors 1 CCV

    RR RR

    +

    ;

    2C

    V

    RRR

    = et CC V

    RRR R = .

    Si la rsistance CR est petite devant la rsistance du voltmtre, alors la courte drivation conviendra et le terme de correction sera ngligeable.

    3) Choix du montage En gnral, la rsistance du voltmtre et la rsistance de lampremtre

    sont assez loignes, pour les rsistances nettement suprieures ou gales RV, la longue drivation est convenable, la correction devenant superflue. Pour les rsistances nettement infrieures ou gales RA, la courte drivation convient, la correction tant ngligeable. Par contre, pour des rsistances comprises entre RA et RV, nous ne savons pas quelle est la meilleure mthode. Comparons les corrections relatives.

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    Si AV

    R RR R

    < ou 2

    A VR R R< soit A VR R R< Montage courte drivation.

    Si AV

    R RR R

    > ou 2

    A VR R R> soit A VR R R> Montage longue drivation.

    Pour A VR R R= les deux montages sont quivalents.

    En pratique :

    La courte drivation convient lorsqu en dbranchant un fil du voltmtre, laiguille de lampremtre ne dvie pas de faon apprciable.

    La longue drivation convient lorsquen court-circuitant lampremtre, laiguille du voltmtre ne dvie pas de faon apprciable.

    Si ces essais ne sont pas concluants, il vaut mieux faire une mesure grossire de R, et comparer A VR R .

    4) Calcul dincertitude En plus des erreurs systmatiques, il faut dans chaque cas tenir compte

    des erreurs de lecture et des erreurs fortuites dues linstrument qui

    constituent lincertitude de classe. Exprimons RR

    pour les 2 montages en

    tenant compte de tous les termes.

    4.1) Calcul dincertitude pour le montage longue drivation

    Dans ce cas il faut apporter une correction ngative AR R = cest--dire lorsque vous calculez LR il faut lui retrancher AR . La correction nest pas une incertitude.

    En valeur relative AR RR R

    = permet de juger si la mthode sans correction

    est correcte ou non.

    Exemple :

    Si 0.1 %RR

    : la mthode sapplique bien et on peut ngliger la correction.

    Si 6 %RR

    : la mthode sapplique mal et on ne peut pas ngliger la

    correction. On a L AR R R= do lincertitude :

    L L A A

    L A L L A A

    R R R R RR R R R R R R

    = +

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    Si L AR R alors LR R et L

    L

    R RR R

    , avec :

    classe lecture classe lectureL

    L

    U U I IRR U I

    + + = +

    4.2) Calcul dincertitude pour le montage courte drivation

    On a 1

    1V

    C C CCVV

    R RR R R R RRR RR

    = = = ++

    et CV

    RRR R

    correction

    relative permettant de juger la validit de la mthode (ce nest pas une incertitude).

    Lorsquon calcule RC il faut ajouter ensuite la correction 2C C

    V V

    R R RRR R

    =

    Si V CR R alors C

    C

    RRR R

    , avec :

    C classe lecture classe lecture

    C

    R U U I IR U I

    + + = +

    Manipulation

    Soit 3 rsistances diffrentes (les valeurs seront fixes par lenseignant), mesurer chaque rsistance avec les 2 mthodes (longue drivation et courte drivation) et remplir les tableaux suivants :

    A. Mthode longue drivation

    EA CA LA I EV CV LV U RC RV R U I R U

    U I

    I C

    C

    RR

    R1=

    R2=

    R3=

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    B. Mthode courte drivation

    EA CA LA I EV CV LV U RL RA R U I R U

    U I

    I L

    L

    RR

    R1=

    R2=

    R3=

    Comparer les 2 mthodes et donner la mthode qui convient pour chaque rsistance.