TP MPI  N° 07

Associations de

conducteurs ohmiques

et rôle d’un C.O. :

Correction

 

   

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I -Associations de

conducteurs ohmiques.

1)- Introduction.

2)- Association série.

3)- Association en dérivation

ou parallèle.

4)- Compte-rendu.

II - Utilisation d'un conducteur

ohmique dans un circuit.

1)- Activité 1.

2)- Activité 2.

3)- Activité 3.

4)- Activité 4.

III - Pour aller plus loin.

1)- Détermination d'intensité

du coutrant.

2)- Résistance d'un voltmètre.

IV - Rôle d'un conducteur ohmique

 à l'aide d'un logiciel de simulation.

1)- Activité 1.

2)- Activité 2.

3)- Activité 3.

 

 

  Matériel :

═►Oscilloscope, G.B.F, une alimentation ajustable continue, 

═►multimètres, conducteurs ohmiques :

═►R18, R33, R47, R180, R470, R2200, R4700, R1000.

═► Plaque, fils, V.D.R, D.E.L (rouge ou verte),

═►ordinateur et Crocodile Clips.

 

 

I- Associations des conducteurs ohmiques.

1)- Introduction.

-  Les conducteurs ohmiques ont des résistances dont les valeurs sont bien déterminées, elles sont normalisées.

-  Lorsqu’on désire une valeur de résistance différente, on peut réaliser une association en série ou en parallèle.

-  On dispose des conducteurs ohmiques suivants :

Notation

Valeur de la résitance

C.O1

R1 = 33 Ω

C.O2

R2 = 47 Ω

C.O3

R3 = 390 Ω

C.O4

R4 = 2200 Ω

C.O5

R5 = 18 Ω

C.O6

R6 = 47 kΩ

2)- Association en série.

a)- Association de C.O1 et C.O2.

-  Vérifier les valeurs des résistances des C.O1 et C.O2 à l'ohmmètre.

-  Mesurer la valeur de la résistance R de l’association série.

-  En déduire une relation simple entre R1, R2 et R.

Notation

Valeur de

la résitance

Valeur de la mesure

à l’ohmmètre

C.O1

R1 = 33 Ω

R1 = 32,8 Ω

C.O2

R2 = 47 Ω

R2 = 47,0 Ω

Association série

Relation simple :

R = R1 + R2

R  = 79,8 Ω

 On ajoute en série le C.O3 avec les deux autres C.O.

-  Que devient la résistance R de l’association des 3 conducteurs ohmiques ?

-  Classer les valeurs des différentes résistances par ordre croissant. Quelle remarque peut-on faire ?

Notation

Valeur de

la résitance

Valeur de la mesure

à l’ohmmètre

C.O1

R1 = 33 Ω

R1 = 32,8 Ω

C.O2

R2 = 47 Ω

R2 = 47,0 Ω

C.O3

R3 = 390 Ω

R3 = 388 Ω

Association série

Relation simple :

R = R1 + R2 +  R3

R  = 468 Ω

 R1 < R2 <  R3 < R

La résistance de l’association est plus grande que la plus grande des résistances.

 

b)-  Association de C.O4 et C.O5. Idem.

 On ajoute en série le C.O6 avec les deux autres C.O.

-  Peut-on conclure ?

Notation

Valeur de

la résitance

Valeur de la mesure

à l’ohmmètre

C.O4

R4 = 2200 Ω

R4 = 2,20 kΩ

C.O5

R5 = 18 Ω

R5 = 18,0 Ω

Association série

On ne peut pas conclure

car les résistances sont mal choisies.

L’écart est trop grand entre R4 et R5.

R  = 2,20 Ω

3)- Association en dérivation ou parallèle.

a)- Association de C.O1 et C.O2.

-  Mesurer à l’ohmmètre la valeur de la résistance R’ de l’association.

-  Peut-on donner une relation simple liant R 1, R 2 et R’ ?

Notation

Valeur de

la résitance

Valeur de la mesure

à l’ohmmètre

C.O1

R1 = 33 Ω

R1 = 32,8 Ω

C.O2

R2 = 47 Ω

R2 = 47,0 Ω

Association en dérivation

Relation simple :

Il n’existe pas de relation simple

R’  = 19,4 Ω

 

═► Additif :

-  Lorsque les conducteurs ohmiques sont associés en dérivation, la valeur de la résistance de l’association ne peut pas être obtenue facilement. 

-  On définit une nouvelle grandeur physique, la conductance notée G :

-  

-  Calculer la conductance de chaque C.O.

-  Calculer la conductance de l’association à partir de la mesure R’.

-  En déduire une relation simple entre les conductances.

Notation

Valeur de la mesure

à l’ohmmètre

Conductance G

C.O1

R1 = 32,8 Ω

G1 = 3,05 x 10 – 2  S

C.O2

R2 = 47,0 Ω

G2 =  2,13 x 10 – 2  S

Association en dérivation

R’  = 19,4 Ω

G’  = 5,15 x 10 – 2  S

Relation simple :

G' = G1 + G2

 

 On ajoute en dérivation le C.O3 avec les deux autres C.O.

-  Calculer la conductance de l’association.

-  En déduire la valeur de la résistance de l’association.

-  Classer les valeurs des différentes résistances par ordre croissant. Quelle remarque peut-on faire ?

-  Mesurer la valeur de la résistance de l’association à l’ohmmètre. Comparer.

Notation

Valeur de la mesure

à l’ohmmètre

Conductance G

C.O1

R1 = 32,8 Ω

G1 = 3,05 x 10 – 2  S

C.O2

R2 = 47,0 Ω

G2 =  2,13 x 10 – 2  S

C.O3

R3 = 388 Ω

G3 =  2,58 x 10 – 3  S

Association en dérivation

R’  = 18,6 Ω

G’  = 5,44 x 10– 2  S

Valeur de la résistance déduite de la conductance :

R’  = 18,4 Ω

Relation simple :

G' = G1 + G2 +  G3

 R' < R1 < R2 < R3

La résistance de l’association est plus petite que la plus petite des résistances.

b)- Association de C.O4 et C.O5. Idem.

On ajoute en dérivation le C.O6 avec les deux autres C.O.

-  Peut-on conclure ?

Notation

Valeur de

la résitance

Valeur de la mesure

à l’ohmmètre

C.O4

R4 = 2200 Ω

R4 = 2,20 kΩ

C.O5

R5 = 18 Ω

R5 = 18,0 Ω

Association série

On ne peut pas conclure car

les résistances sont mal choisies.

 L’écart est trop grand entre R4  et R5.

R  ≈ 18 Ω

-  On peut remarquer que lorsque l’écart entre les deux résistances est très grand,

la résistance de l’association est pratiquement égale à la plus petite des deux.

4)- Compte – rendu : Faire la synthèse des différentes lois des associations.

-  Association série :

On travaille avec les résistances

-  La résistance de l’association série de plusieurs conducteurs ohmiques est égale à la somme des résistances :  

-  R = R1 + R2 +  R3

-  Remarque :

La résistance de l’association série est toujours plus grande que la plus grande des résistances associées.

-  Association en dérivation :

On travaille avec les conductances

-  La conductance de l’association en dérivation est égale à la somme des conductances.  

-  G' = G1 + G2 +  G3

-  Pour retrouver la résistance de l’association, on utilise la relation :  

-  

-  Remarque :

La résistance de l’association en dérivation est toujours plus petite que la plus petite des résistances associées.  

II- Utilisation d’un conducteur ohmique dans un circuit.

1)- Activité 1.

a)-  Montage.

Réaliser le montage suivant :

 Le générateur de tension : alimentation ajustable ( 0 –12 V) que l’on règle sur 5 V à l’aide d’un voltmètre.

 La  D.E.L : diode électroluminescente (verte ou rouge) dont l’intensité maximale est I max < 30 mA.

 Question :

-  Comment connaître  la valeur de l’intensité du courant électrique dans le circuit en utilisant un seul voltmètre ?

 Vérification :

-  Vérifier la valeur de l’intensité du courant dans le circuit à l’aide d’un ampèremètre.

b)- Compte – rendu de l’activité 1 :

-  Proposer un protocole permettant de déterminer la valeur de l’intensité du courant électrique dans un circuit.

-  Représenter  le schéma électrique avec les appareils de mesure nécessaires. Préciser les connexions et les valeurs des différentes mesures effectuées.

-  Indiquer les calibres utilisés.

-  La valeur de l’intensité lue est-elle en accord avec la valeur obtenue à l’aide du voltmètre ? Commenter.

 

-  Pour déterminer la valeur de l’intensité à l’aide d’un voltmètre, on branche le voltmètre aux bornes du C.O.

-  à partir de la valeur de la tension, on peut en déduire la valeur de l’intensité dans le circuit grâce à la loi d’Ohm 

-  et à la connaissance de la valeur de la résistance : R = 180 Ω.

-  On mesure la valeur de la tension aux bornes du C.O :  

-  UAB ≈ 3,3 V    Calibre 20 V

-  La loi d’Ohm aux bornes du conducteur ohmique permet d’écrire :

-  

-  L’application numérique donne : 

-  

-  On place l’ampèremètre en série dans le circuit :  I 17,1 mA  sur le calibre 40 mA.

-  L’écart provient du fait que l’ampèremètre possède une résistance interne.

Il intervient dans la mesure.

2)- Activité 2.

a)-  Additif :

La loi d’Ohm est encore valable avec des courants variables.

Il est donc possible d’utiliser un conducteur ohmique comme capteur d’intensité de courant électrique dans un montage alimenté par un générateur de tension variable.

b)- Montage.

Réaliser le montage suivant :

c)- Connexions :

-  Connecter la voie N° 1 de l’oscilloscope aux bornes du G.B.F et la voie N° 2 de l’oscilloscope aux bornes du conducteur ohmique de résistance R.

d)- Réglages préliminaires :

Allumer le G.B.F :

-  Régler la fréquence sur 1000 Hz

-  Placer le sélecteur d’amplitude sur la valeur 1 et le bouton de réglage de l’amplitude du signal aux ¾ de la graduation.

-  Sélectionner le signal sinusoïdal sur le G.B.F.

Régler l’oscilloscope de manière à obtenir un oscillogramme exploitable.

e)-  Mesures  et compte – rendu :

-  Pour effectuer les mesures, il faut ajuster la valeur de l’amplitude du G.B.F

-  Régler le G.B.F afin qu’il fournisse une tension sinusoïdale d’amplitude U m = 3 V et de fréquence f = 1000 Hz.

Faire le schéma du circuit électrique en indiquant les différentes connexions.

-  Représenter l’oscillogramme obtenu en repérant la tension aux bornes du G.B.F et la tension aux bornes du conducteur ohmique.

-  En déduire les caractéristiques de l’intensité du courant dans le circuit (fréquence, période,..).

 

-  À la voie 2 de l’oscilloscope, on visualise les variations de la tension uAB en fonction du temps.

-  La loi d’Ohm est encore valable en courant alternatif variable :

On peut écrire : uAB = R . i  

-  À la voie 2 de l’oscilloscope, on visualise les variations de l’intensité en fonction du temps ceci à une constante près.

-  Période du signal observé à la voie 2 :

-  On remarque que la période du signal observé à la voie 2 est la même que celle du signal observé à la voie 1.

-  Les deux signaux observés sont en phase.

Ils varient de la même façon et en même temps.  

 

Durée de balayage

b = 0,2 ms / div

Déplacement horizontal

x = 5,0 div

T = b . x

T = 0,20 × 5,0

T ≈ 1,0 ms

 

-  Entre quelles valeurs extrêmes l’intensité du courant dans le circuit varie-t-elle ?

Donner l’amplitude Im du courant électrique dans le circuit.

 

-  On remarque que la tension uAB  varie entre  – 1,6 V et + 1,6 V. 

-  Comme : uAB = R . i  

-  Valeur de Imax :

-  Valeur de I min :

-  L’intensité du courant varie entre – 1,6 mA et 1,6 mA.

L’amplitude de l’intensité : Im =1,6 mA

-  Donner la valeur de l’intensité efficace I dans le circuit sachant que .

-  Pour un courant sinusoïdal,

 

-  Vérifier cette valeur à l’aide d’un ampèremètre. Conclusion.

 

-  Attention, il faut brancher l’ampèremètre en série dans le circuit. 

-  Commencer avec le plus grand calibre, puis choisir le calibre le mieux adapté.

-  Sur le calibre 40 mA, la mesure donne : I ≈ 1,05 mA.

Les valeurs sont cohérentes.

-  Quel est le rôle du conducteur ohmique dans ce circuit ?

 

-  Grâce au conducteur ohmique, on peut visualiser les variations de l’intensité du courant dans un circuit.

-  On peut connaître entre quelles valeurs varient l’intensité du courant.

On peut déterminer la valeur de l’amplitude de l’intensité.

3)- Activité 3.

a)-  Tracé de la caractéristique d’un dipôle à l’aide d’un oscilloscope.

Un oscilloscope possède le mode X Y qui permet de combiner les voies N° 1 et N° 2 de l’oscilloscope. 

Ce mode permet de visualiser les variations de la tension appliquée à la voie N° 2 en fonction de celle appliquée à la voie N° 1.

 

 

-  Ce mode permet de visualiser la caractéristique d’un dipôle ( à une constante près).

-  Le but de la manipulation est de visualiser la caractéristique intensité – tension d’un dipôle. 

-  Dans un premier temps le dipôle étudié est un conducteur ohmique de résistance RD = 180 Ω.

b)-  Montage.

    Réaliser le montage suivant :

c)-  Connexions :

-  Connecter le circuit à l’oscilloscope afin de visualiser

les variations de la tension  uPA  à la voie N° 1 et

les variations de la tension uBA  à la voie N° 2.

d)-  Réglages préliminaires :

Allumer le G.B.F :

-  Régler la fréquence sur 1000 Hz

-  Placer le sélecteur d’amplitude sur la valeur 1 et le bouton de réglage de l’amplitude du signal aux ¾ de la graduation.

-  Sélectionner le signal sinusoïdal sur le G.B.F.

Régler l’oscilloscope de manière à obtenir un oscillogramme exploitable.

-  Comment faire pour visualiser les variations de la tension uAB  à la voie N° 2 ?

-  Il faut utiliser la touche – CH2 (qui permet d’obtenir l’opposée de la grandeur affichée à la voie 2)

-  Passer en mode X Y et affiner les réglages.

e)-  Compte – rendu de l’activité 3 :

Faire le schéma du circuit électrique en indiquant les différentes connexions.

-  Que représente l’oscillogramme obtenu (à une constante près)? Faire le schéma de l’oscillogramme obtenu.

 

-  En mode XY, l’oscillogramme obtenu, représente les variations de la tension uAB  en fonction de la tension uPA .

-  Le dipôle situé entre les points A et P du circuit est un conducteur ohmique de résistance R = 1 kΩ.

-  En utilisant la loi d’Ohm, on peut écrire que uPA = R.i.

-  En conséquence, l’oscillogramme obtenu représente

les variations de la tension uAB

en fonction de l’intensité du courant dans le circuit (ceci à une constante près).

-  On observe la caractéristique intensité-tension du dipôle AB.

-  Que peut-on en déduire ? à partir de l’oscillogramme, retrouver la valeur de la résistance RD du dipôle.

 

-  La caractéristique du dipôle AB est une droite qui passe par l’origine.

-  Le dipôle AB est un conducteur ohmique de résistance RD.

-  Valeur de la résistance RD.

-  L’oscillogramme obtenu permet d’écrire que : uAB = k . uPA  (1).

-  La grandeur k est le coefficient directeur du segment de droite obtenue.

-  On peut obtenir la valeur k mais il faut faire attention aux sensibilités verticales des voies 1 et 2.

-  Le dipôle situé entre les points A et P du circuit est un conducteur ohmique de résistance R = 1 kW.

-  En utilisant la loi d’Ohm, on peut écrire que :  uPA = R.i  (2)

-  En  combinant (1) et (2), uAB = (k. R) . uPA  (3)

-  Or, on peut affirmer que le dipôle AB est un conducteur ohmique de résistance R D.

-  On peut écrire que uAB = RD.i  (4) ceci à la vue de la caractéristique.

-  En combinant (3) et (4), il vient : RD = k . R  (5)

-  Après avoir déterminer la valeur de k à l’aide de l’oscillogramme, on peut en déduire celle de RD.

-  Valeur de k :

 

-  Remarque : k est un nombre qui n’a pas d’unité.

-  Valeur de la résistance RD.

-  RD = k . R   =>    RD ≈ 0,18 × 1,0 103

RD ≈ 1,8 × 102  Ω

-  Ce résultat est en accord avec la valeur mesurée avec l’ohmmètre et le code des couleurs.

 

-  Quel est le rôle du conducteur ohmique de résistance R dans ce circuit ?

4)- Activité 4 :

-  Proposer un protocole permettant de visualiser la caractéristique intensité – tension d’un conducteur ohmique.

-  Comment faut-il procéder pour retrouver la valeur de la résistance R du conducteur ohmique à l’aide de l’oscillogramme obtenu ?

III- Pour aller plus loin.

1)- Détermination d’intensité du courant.

On considère le montage suivant :  R1 =  1,0 kΩ, R2 = 470 Ω,  R3 = 330 Ω et R4 = 220 Ω.

Afin de calculer l’intensité I1 du courant dans la branche contenant le générateur,

on désire connaître la résistance Re de l’association des quatre conducteurs ohmiques R1, R2, R3 et R4.

a)-  Nommer les différentes branches de ce montage, ainsi que les nœuds électriques.

 

-  La branche principale qui comprend le générateur idéal de tension et le conducteur ohmique de résistance R1.

-  Les branches dérivées :

La branche dérivée CD qui comprend le conducteur ohmique de résistance R2.

-  La branche EF qui comprend les conducteurs ohmiques R3 et R4.

-  Les nœuds du circuit sont les points A et B.

b)-  Recherche de la valeur de la résistance R e de l’association des quatre conducteurs ohmiques R 1, R2, R3 et R4.

-  Première étape : Calculer la valeur de la résistance Re1 de l’association de R3 et R4. Justifier la réponse.

-  Les conducteurs ohmiques de résistances R3 et R4 sont associés en série.

-  La résistance de l’association est égale à la somme des résistances :

-  R e1 = R3 + R4      Re1  ≈ 330 + 220      Re1  ≈ 550 Ω.

 

-  Deuxième étape : Calculer la valeur de la résistance Re2 de l’association de Re1 et R 2. Justifier la réponse.

-  Les conducteurs ohmiques de résistances Re1 et R2 sont associés en dérivation.

-  La conductance G e2  de l’association est égale à la somme des conductances :

-  Ge2 = Ge1 + G2    

-  

- 

-  Conductance de l’association :

-  

-  Résistance de l’association :

-  

 

-  Troisième étape : Calculer la valeur de la résistance Re de l’association de Re2 et R1. Justifier la réponse.

 

-  Les conducteurs ohmiques de résistances Re2 et R1 sont associés en série.

-  La résistance de l’association est égale à la somme des résistances :

-  Re = Re2 + R1      Re1  ≈ 1000 + 253      Re  ≈ 1253 Ω.

-  Remarque : pour chaque étape représenter le schéma du montage équivalent et préciser le type d’association.

-  Montage 1 :  Association série

-  Montage 2 : association en dérivation

-  Montage 3 :

c)- Faire le schéma du montage équivalent comprenant le générateur et le conducteur ohmique de résistance Re.

-  Représenter le sens du courant I1 dans le circuit par une flèche.

Montage équivalent

d)-  Calculer la valeur de l’intensité I1 du courant électrique circulant dans la branche contenant le générateur.

-  À la vue du montage, on peut écrire que :  UPNUPB

-  La loi d’Ohm aux bornes du conducteur ohmique de résistance Re :

-  

 

e)-  Calculer la valeur de la tension UPA . Représenter cette tension par un segment fléché.

-  Valeur de la tension UPA .

-  Loi d’Ohm : 

-  

 

f)- Calculer la valeur de la tension UAB . Représenter cette tension par un segment fléché.

-  L’additivité des tensions permet d’écrire :

-   

 

g)- Calculer la valeur de l’intensité I2 du courant électrique circulant dans la branche contenant le conducteur ohmique de résistance R2.

Représenter le sens du courant I2 dans le circuit par une flèche.

-  Loi d’Ohm aux bornes du conducteur ohmique de résistance R2 :

-  Sachant que :  et que :

- 

 

h)- Calculer la valeur de l’intensité I3 du courant électrique circulant dans la branche contenant les conducteurs ohmiques de résistance R3 et R4.

Représenter le sens du courant I3 dans le circuit par une flèche.

-  On peut trouver la valeur de l’intensité I3 du courant électrique de deux façons différentes :

-  Méthode 1 :Loi d’Ohm aux bornes du conducteur ohmique de résistance R2 :

-  Sachant que :  et que :

-  

-  Méthode 2 : Loi des nœuds au point A :

-  

 

i)- Contrôler les différentes valeurs trouvées à l’aide du logiciel Crocodile Clips.

2)- Résistance d’un voltmètre.

On réalise le montage suivant :

a)-  Calculer la valeur de l’intensité I1 du courant électrique

 circulant dans l’ampèremètre en supposant négligeable

l’intensité du courant dérivé dans le voltmètre.

On suppose aussi que la résistance de l’ampèremètre est

négligeable devant La résistance R du conducteur ohmique.

b)-  Sélectionner la bonne réponse parmi celles proposées ci-dessous.

Le courant qui circule dans la branche contenant

le voltmètre est pratiquement nulle car :

-  La résistance interne r du voltmètre est très faible.

-  La résistance interne r du voltmètre est très grande.

c)- La notice indique que la résistance interne du voltmètre est r = 107  Ω.  Calculer la valeur de la résistance Re de l’association de R et r.

-  Valeur de la résistance Re de l’association de R et r :

-  Le conducteur ohmique de résistance R et le voltmètre sont branchés en dérivation.

-  Montage et montage équivalent :

-  Les conducteurs ohmiques de résistances R  et r sont associés en dérivation.

-  La conductance Ge  de l’association est égale à la somme des conductances :

-  Ge = G  + g   

-  

-  

-  Conductance de l’association :

-  

-  Résistance de l’association :

-  

 

d)- Calculer la valeur de l’intensité I du courant qui circule réellement dans l’ampèremètre.

-  Schéma annoté du montage :

Montage équivalent :

-  Intensité du courant dans l’ampèremètre :

-  On utilise l’additivité des tensions :

- 

-  Loi d’Ohm :

-  

e)- Calculer la valeur de l’intensité IV du courant qui circule dans le voltmètre.

-  valeur de l’intensité IV du courant qui circule dans le voltmètre :

-  

 

f)- Calculer la valeur de l’intensité IR du courant qui circule le conducteur ohmique de résistance R.

-  valeur de l’intensité IR du courant qui circule dans le conducteur ohmique de résistance R :

-  

 

g)- Comparer  les valeurs de I R, I V et I. Peut-on négliger l’intensité du courant qui traverse le voltmètre ?

-  Comparaison : IR >> IV  car :

-  

-  D’autre part :  l’ordre de grandeur de l’erreur commise

-  

-   L’erreur commise est très faible.

 

h)- Contrôler les différentes valeurs trouvées à l’aide du logiciel Crocodile Clips.

IV- Rôle d’un conducteur ohmique à l’aide d’un logiciel de simulation. (si le temps le permet)

1)- Activité 1.

Réaliser le montage suivant :

 

 

 Mesurer l’intensité du courant qui traverse la diode :

I = 9,90 mA

Placer un voltmètre aux bornes du conducteur ohmique

 Quelles sont les remarques que l’on peut faire ?
La tension aux bornes du conducteur ohmique et l’intensité

du courant qui circule dans le circuit sont représentés par

les mêmes nombres : à 1 V correspond 1 mA.

Ouvrir le circuit et changer la valeur de la résistance du conducteur ohmique :

prendre R = 500 Ω.

Quelles sont les remarques que l’on peut faire ?

La tension aux bornes du conducteur ohmique et l’intensité du courant

qui circule dans le circuit ne sont pas représentés par les mêmes nombres :

à 1 V correspond 2 mA. D’autre part lorsque la valeur de R diminue,

l’intensité du courant dans le circuit augmente.

Ouvrir le circuit et changer la valeur de la résistance du conducteur ohmique :

prendre R = 250 Ω.

L’intensité du courant qui circule dans le circuit est trop grande (I = 39,5 mA).

Comme la diode ne peut supporter au maximum qu'un courant

Imax = 30 mA, elle grille.

Quel est le rôle du C.O dans ce montage ?

Le rôle du C.O dans ce montage est de limiter la valeur de

l’intensité du courant dans le circuit.

La place du conducteur ohmique a-t-elle une importance ?

La position du C.O n’a pas d’importance comme celle de

l’ampèremètre dans un circuit.

Conclusion : un conducteur ohmique peut servir à limiter la valeur de l’intensité dans le circuit.

2)- Activité 2.

Réaliser le montage suivant :

Comment mesurer l’intensité du courant qui

traverse le moteur avec le seul voltmètre ?

Justifier votre raisonnement.

Le voltmètre est branché aux bornes d’un C.O de

résistance R = 1 Ω.

La Loi d’OHM permet d’écrire que :

Connaissance la valeur de la tension aux bornes du

conducteur ohmique et la valeur de la résistance,

on peut en déduire la valeur de l’intensité du courant

qui circule dans le circuit :

Valeur déduite de l’utilisation du voltmètre :

I =

Vérifier cette valeur à l’aide d’un ampèremètre

I = 437 mA

 

Conclusion : un conducteur ohmique peut servir à déterminer la valeur de l’intensité

du courant dans un circuit.

3)- Activité 3.

a)- Pour aller plus loin.

-  Le logiciel de simulation intègre un oscilloscope. Il faut dans ce cas placer des sondes dans le circuit.

-  On dispose de quatre sondes :

la bleue, la rouge, la rose et la verte.

Une sonde mesure la différence de potentiel entre le point du circuit où elle est placée et le point où est situé la masse du circuit.

-  Les différents composants du circuit :

Le générateur de tension

sinusoïdale : G.B.F 

Voie N° 1 de l’oscilloscope,

sonde rouge

    sonde rouge

Voie N° 2 de l’oscilloscope,

sonde bleue

    sonde bleue

Référence commune des

tensions visualisées :

 Masse du circuit

Modification de la

représentation graphique :

b)-  Rôle du conducteur ohmique.

Réaliser le montage suivant :

 

 

Observer l’éclat de la diode au cours du temps.

Noter les observations.

Que représente la courbe bleue ?

Que représente la courbe rouge ?

Quelles remarques peut-on faire ?

Entre quelles valeurs varie la tension aux bornes du générateur ?

Entre quelles valeurs varie l’intensité du courant dans le circuit ?

La sonde bleue qui donne la valeur de la tension aux bornes du

conducteur ohmique permet de connaître la valeur maximale de

la tension : Umax ≈ 3,0 V  et la valeur minimale Umin ≈ 0,0 V.

La loi d’OHM permet de déduire la valeur de l’intensité du

courant dans le circuit :

 

Que peut-on dire du signe de l’intensité dans le circuit ?

L’intensité dans le circuit est positive ou nulle

Remplacer la D.E.L par une lampe à filament (0,5 W).

Quelles remarques peut-on faire ?

    Conclusion : un conducteur ohmique peut servir à  visualiser les variations

de l’intensité du courant dans un circuit (ceci à une constante près).

 

 

On remplace la D.E.L par une lampe à filament (0,5 W).

Quelles remarques peut-on faire ?

 La sonde bleue qui donne la valeur de la tension aux bornes

du conducteur ohmique permet de connaître la valeur maximale

de la tension : Umax ≈ 3,9 V  et la valeur minimale  Umax ≈ −  3,9 V

La loi d’OHM permet de déduire la valeur de l’intensité du courant dans le circuit :

-    et

La lampe ne brille pas car l’intensité du courant dans le circuit n’est pas suffisante.

Que faut-il faire pour que la lampe brille ?

 

  Conclusion : un conducteur ohmique peut servir à  visualiser

les variations de l’intensité du courant dans un circuit (ceci à une constante près).

 

On peut diminuer la valeur de la résistance du conducteur ohmique. On peut prendre = 50 Ω et comme amplitude de la tension aux bornes du générateur Um = 10 V.

 

 

 

 

-  Régler la fréquence du générateur sur 50 Hz. Remarque ?