TP MPI  N° 01

Grandeurs physiques, unités,

écriture des valeurs numériques.

Le multimètre.

Énoncé.

 

 

Correction

Matériel

Multimètres (2 :  jaune et noir),

générateurs (polysource, multigénérateur),

lampe à incandescence (12 V – 100 mA),

fils de connexions, interrupteur , plaque de connexion

 

Juste pour savoir ce que vous connaissez !

 

I -Grandeurs physiques et mesures .

II -Unités, notation scientifique et ordre de grandeur.

III -Les dipôles, le courant électrique et la tension .

IV - Le multimètre.

V - Utilisation de multimètres.

 
 

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 x 10 3          

2,345 x 10 – 8           

3740          

0,685 x 10 2          

0,745 x 10 – 2

0,0568

10045                  

2  

 

2)- Multiples et sous-multiples.

a)- Que signifient les préfixes suivants ? Par quelle abréviation les représente-t-on ?

milli

micro

kilo

méga

 

 

 

 

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

0,0056 mA

=

              A

0,0056 mA

=

           mA

5,0 x 10 V  

=

   mV

30 mV

=

 kV

2 500 000 W

=

 kW

53 mV

=

V

270 mA

=

 mA

72 kV

=

 V

18 MV

=

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

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

 

 

 

 

 

 

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).

 

 

 

 

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).

 

10)- Quelle est l’unité de la tension électrique (nom et symbole) ? (sur 1) :

-  Réponse :

  11)- Dessiner un voltmètre permettant de mesurer la tension U DE (indiquer en noir la borne COM du voltmètre (sur 2).

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)

 

UAD =          

U EA =          

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) :

-  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 :

b)- En notant P la puissance électrique , I l’intensité et U la tension, on a :

 

c)- En notant E l’énergie électrique, P la puissance et t le temps, on a :

IV- Le multimètre.

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

 

 

 

3)- Quelles bornes faut-il utiliser pour transformer le multimètre (on peut faire un schéma) en :

a)-     Voltmètre

b)-     Ampèremètre

c)-     Ohmmètre

 

 

 

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

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.