Electricité Quatrième /2016 Chapitre 4.1 : Mesures électriques : la tension et l intensité

Transcription

1 Electricité Quatrième 2015/2016 Chapitre Electricité 4.1 : Mesures Electriques : la tension et l intensité 1. Quelle est la définition de la tension électrique? 2. Quelle est l unité de tension? 3. Comment appelleton l'appareil qui mesure la tension? 4. L'appareil qui mesure la tension se placetil en série ou en dérivation? 5. Quelles bornes utiliseton pour mesurer une tension au multimètre? 6. Que se passetil si on inverse les bornes? 7. Quel calibre utiliseton en première mesure? 8. Quel calibre utiliseton après la première mesure? 9. Que se passetil si on utilise un calibre trop petit? 10. Quelle est la définition de l intensité électrique? 11. Quelle est l unité d intensité? 12. Comment appelleton l'appareil qui mesure l intensité? 13. L'appareil qui mesure l'intensité se placetil en série ou en dérivation? 14. Quelles bornes utiliseton pour mesurer une intensité au multimètre? 15. Sur un calibre de 200mV, le multimètre affiche Donnez la mesure. 16. Sur un calibre de 200mV, le multimètre affiche Donnez la précision. 17. Donner un exemple de courant avec une tension faible. 18. Donner un exemple de tension sans courant. 3/29

2 A. Définitions Electricité Quatrième 2015/2016 AD La tension électrique Classe : Prénom : Nom : La tension électrique Le présentateur compare un circuit électrique à une canalisation. Les deux réservoirs représentent les deux bornes d une pile Le tube qui les sépare représente un fil électrique L eau qui s écoule représente l électricité (ou les charges électriques) La vanne représente un interrupteur L eau est mise en mouvement car il existe une différence de pression entre l entrée et la sortie du tube. L électricité est mise en mouvement car il existe une différence de potentiel entre l entrée et la sortie du fil électrique. G Tension Intensité Définition : La tension électrique est la différence d état électrique (ou de potentiel électrique) qu il existe entre deux points d un circuit. L intensité d un courant électrique est la quantité d électricité (électrons) qui traverse un appareil électrique en une seconde. Signification : C est ce qui met en mouvement C est le débit d électricité les particules d électricité. Unité : Le Volt (V) L ampère (A). Notation : La lettre U (exemple : U=2,47 V) La lettre I (exemple : I=0,54 A). Représentation : G I L U L Tension aux bornes du générateur Intensité entrant dans la lampe 4/29

3 Electricité Quatrième 2015/2016 Exemples : fil à très haute tension (international) : 400 kv fil à haute tension : 20 kv fil électrique : 220 V Pile électrique : 4,5V ; 1,5 V Conducteur nerveux : 0,001 ma Calculatrice : 1 ma Contraction musculaire : 10 ma Paralysie respiratoire : 30 ma Désynchronisation cardiaque : 75 ma Lampe Arrêt du cœur : 1 A Radiateur Chaise électrique : 10 A Eclair : 10 ka : Remarque : une mesure est formée d une valeur mais aussi d une unité. kv hv dav V dv cv mv ka ha daa A da ca ma Pour changer d unité : On cherche le chiffre des unités (avant la virgule ou dernier chiffre, s il n y a pas de virgule) On place ce chiffre dans la case de l unité de départ. On place les autres chiffres : un par case On efface la virgule et on la réécrit à droite de la case de l unité d arrivée. On remplit les cases vides par des zéros et on efface les zéros inutiles. Exercice : convertir 739 mv = 0,739 V 1,27 A = 1270 ma 69,1 ma = 0,0691 A 0,95 V = 950 mv Exercice 1 : Définition Exercice 2 : Convertion A Exercice 3 : Convertion V Exemples à retenir : 2000 mv = 2 V 200 mv = 0,2 V 200 ma = 0,2 A 20 ma = 0,02 A 2000 µa = 2 ma = 0,002 A 200 µa = 0,2 ma = 0,0002 A 5/29

4 Electricité Quatrième 2015/2016 B. La mesure avec le multimètre Utilisation du multimètre Pour régler le multimètre il faut : Savoir comment le dans le circuit où l'on veut mesurer. Savoir quels utiliser. Savoir quelle position du bouton utiliser : ces positions s'appellent des La valeur d un calibre indique mesurable par le multimètre. Plus le calibre est petit, meilleure est la. Mesure de tension (voltmètre) Schéma : Branchement dans le circuit On le branche en : un fil de chaque coté de l appareil à mesurer Bornes utilisées On branche les bornes et : La borne V se branche du côté, et la borne COM du côté. Utilisation des calibres (ou position du bouton) : Mesure d'intensité (ampèremètre) On le branche au point où on veut mesurer l intensité. On utilise les bornes mais toujours la borne : Les bornes 10A ou ma se branchent du côté, et la borne COM du côté. On utilise la partie On utilise la partie On règle d abord sur. Suivant la valeur, on ajuste le calibre Valeur comprise entre : 200 V et 500 V 20 V et 200 V 2000 mv = 2 V et 20 V 200 mv = 0,2 V et 2000 mv = 2V 0 et 200 mv = 0,2V On règle d abord sur le calibre et on utilise la borne. Suivant la valeur, on ajuste le calibre et on change ou non de borne Valeur comprise entre : Calibre Borne Exemples : Donnez la mesure et évaluez la précision à partir de l affichage et du calibre Affichage Calibre Mesure Précision V 0,2 V 0,1 V V 0,15 V 0,01 V mv 152 mv 1 mv Exercice 4 : Calibres Exercice 5 : Calibres Livre 5 p 125 Exercice 6 : Calibres A Exercice 7 : Calibres A Livre 8 p 126 Exercice 8 : Calibres V Livre 4 p 113 Exercice 9 : Calibres V Calibre 200mA=0,2A et 10A 20mA=0,02 A et 200mA=0,2 A 2000µA=2mA=0,002A et 20mA=0,02 A 200µA=0,2mA=0,0002A et 2000µA=2mA=0,002A 0 et 200µA=0,2mA=0,0002A Remarques : Si le multimètre est branché dans l autre sens, on lira une valeur. Si le calibre est trop petit, on lira sur le multimètre L unité affichée dépend du utilisé. La précision de l appareil évalue à combien l appareil. 6/29

5 Electricité Quatrième 2015/2016 Exercice de branchement du multimètre 1. Dessinez à gauche le schéma du circuit indiqué en rajoutant l appareil de mesure. 2. Ajouter les fils entre les appareils à droite. Placez un générateur, un moteur en série. Mesurez la tension aux bornes du moteur. Moteur Placez un générateur, un interrupteur et une lampe en série. Mesurez la tension aux bornes de la lampe. Interrupteur Lampe Placez un générateur, une résistance et une lampe en série. Mesurez l intensité qui sort de la résistance. Résistance Placez un générateur, un moteur et une lampe en dérivation. Mesurez l intensité qui sort de la lampe. Moteur Lampe Exercice 10 : Bornes V Livre 2 p 113 Exercice 11 : Branchement Schéma A et V Exercice 12 : Schéma A et V Livre 5 p 138 Exercice 13 : Schéma A et V Exercice 14 : Schéma A et V Livre 7 p 114 C. Tension et courant A retenir : La tension aux bornes d un interrupteur est toujours faible, même si le courant circule Lorsque qu un circuit est ouvert l intensité est nulle quelque soit la tension du générateur. 7/29

6 Electricité Quatrième 2015/2016 Exercice 15 : Différence Tension et courant Evaluation : Définitions, unité, appareil de mesure Différence entre tension et courant Schéma, branchement calibre et précision d un multimètre 8/29

7 Electricité Quatrième 2015/2016 Bilan : L'intensité d'un courant électrique se mesure avec un ampèremètre branché en série Un ampèremètre se branche en série Unité d'intensité : l'ampère Symbole normalisé de l'ampèremètre Suivre un protocole donné (utiliser un ampèremètre) Mesurer une intensité (lire une mesure) Mesurer une intensité (estimer la précision d'une mesure) Mesurer une intensité (optimiser les conditions de mesure) Associer les unités d'intensité aux grandeurs d'intensité Faire un schéma de la mesure avec l'ampèremètre, en respectant des conventions La tension électrique aux bornes d'un dipôle se mesure avec un voltmètre Un voltmètre branché en dérivation aux bornes du dipôle dont on veut mesurer la tension Unité de tension : le volt Symbole normalisé du voltmètre Une tension peut exister entre deux points d'une portion de circuit non parcourue par un courant Certains dipôles (fil, interrupteur fermé) peuvent être parcourus par un courant sans tension notable entre leurs bornes Suivre un protocole donné (utiliser un voltmètre) Mesurer une tension (lire une mesure) Mesurer une tension (estimer la précision d'une mesure) Mesurer une tension (optimiser les conditions de mesure) Associer les unités de tension aux grandeurs de tension Faire un schéma de mesure avec un voltmètre, en respectant des conventions Observer les règles élémentaires de sécurité dans l'usage de l'électricité. Voici les calibres disponibles sur un ampèremètre : 2 ma, 20 ma, 200 ma, 10 A Choisi le calibre le mieux adapté pour mesurer chacune des intensités suivantes : a) 0,16 A b) 4 A c) 0,15 ma d) 15 ma 9/29