Activité.3 : Résistors et mesures

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1 MP : ctivité. ctivité. : ésistors et mesures Physique analogique et mesures Objectifs : Mettre en œuvre les différents moyens de mesurer la valeur d une résistance d un conducteur ohmique. tiliser ces moyens et en déduire certaines propriétés des conducteurs ohmiques Se familiariser avec l utilisation du logiciel de traitement des données <<Synchronie>>. Déterminer les limites d utilisation en tension et intensité pour une résistance.. appels : En collège vous avez rencontrez différents moyens permettant de déterminer la valeur d un conducteur ohmique appelé aussi communément <<résistance>>. Voici trois de ces méthodes : tilisation des anneaux de couleurs tilisation de l ohmmètre tilisation de l ampèremètre et du voltmètre. Mise en œuvre des méthodes : ) tilisation des anneaux de couleurs : Voir fiche méthode page.5 et vidéoprojection Tu disposes sur ta paillasse d un conducteur Ohmique.tilise la première méthode pour déterminer sa nneaux Signification Valeur er anneau ème anneau éme anneau 4 éme anneau - Trouver la valeur de la résistance sans tenir compte du 4 ème anneau : = - Calculer en Ohm () la tolérance indiquée par la le 4 ème anneau : Voir fiche méthode page.5 - Donner un encadrement de la valeur de la résistance : ) tilisation de l ohmmètre : - Quel est le symbole d un ohmmètre? - Quelles sont les deux bornes que l on doit utiliser? - éaliser la mesure et donner la valeur de la résistance : = - Que constate-on sur l écran de l ohmmètre si on inverse les bornes du branchement? ) tilisation de l ampèremètre et du voltmètre : a) Etude expérimentale : - Compéter le schéma électrique ci-contre en indiquant le sens du courant et flécher la tension B - ndique sur le schéma les bornes, V et Com des appareils de mesure. - Que peut-on dire de la tension aux bornes du générateur Et de la tension aux bornes de la résistance? + _ = 47 B - éaliser le circuit. Faites vérifier le montage par le professeur avant d allumer le générateur. V - En modifiant la tension délivrée par le générateur, noter pour des valeurs de B comprises entre -6V et +6V la valeur de l intensité B. ndiquer vos résultats dans le tableau suivant :

2 MP : ctivité /5 - tiliser la fiche méthode d utilisation du logiciel Synchronie en mode tableur : créer les variables et, puis entrer les valeurs mesurées dans le tableau. ttention, il faut saisir les valeurs de en mpère. b) Exploitation des résultats expérimentaux : - Tracer sur le papier millimétré ci-dessous la caractéristique ntensité-tension du conducteur ohmique. On rappelle que que la caractéristique ntensité- tension d un dipôle est le graphique de la variation de la tension entre ses bornes, en fonction de l intensité du courant qui le traverse : = f(). c) Exploitation du tracé : - Les affirmations suivantes sont-elles justes (J) ou fausses (F)? dépend de est proportionnelle à diminue augmente dépend de C est le graphique d une fonction affine Le rapport est constant C est le graphique d une fonction linéaire = k x avec k un nombre constant = a + b x (a 0) =f() est une droite MP : ctivité /5

3 - Donner l équation de la droite obtenue. - Quelle loi vient-on de <<retrouver>>? Exprimer en fonction de et.. tilisation du logiciel Synchronie : (Voir fiche méthode du logiciel Synchronie) a) Tracé de la caractéristique avec synchronie en mode tableur-grapheur : - Tracer à l aide du logiciel synchronie le graphique = f() - On souhaite retrouver la loi précédente, le logiciel synchronie peut le faire. l suffit d utiliser l outil de <<modélisation>> du logiciel - Noter l équation de la courbe modélisée : - Comparer ces résultats à ceux obtenus au paragraphe.b. b) tilisation de la feuille de calcul de synchronie : La relation entre et précédemment trouvée est valide si elle se vérifie pour tous les points expérimentaux. On peut ainsi calculer la valeur de pour chaque mesure. - tiliser la feuille de calcul de synchronie pour créer la variable puis la calculer. Commenter vos résultats. V. Puissance dissipée dans une résistance : ne résistance reste un conducteur ohmique (qui vérifie la loi d Ohm : = ) tant que la puissance dissipée reste inférieure à une valeur maximale dont la valeur courante est d environ 0,5 W pour celles utilisées en travaux pratiques. La puissance P reçue par un dipôle électrique est donnée par la relation : P = x vec : P en Watts (W) en Volts (V) et en mpères (). Sous quelle forme la puissance reçue est-elle dissipée? Comment s appelle cet effet?. Pour un conducteur ohmique, quelle relation existe-t-il entre P, et?. En déduire la valeur maximale m de l intensité qui peut traverser la résistance étudiée dans cette activité pour que sa caractéristique reste rectiligne. Quelle tension maximale m ne faut-il pas dépasser? V. Ce qu il faut retenir : ne résistance est un composant électronique qui permet de diminuer l intensité du courant dans un circuit. Tracer la caractéristique d un dipôle, c est suivre l évolution de la tension entre ses bornes en fonction de l intensité du courant qui le traverse, c est-à-dire tracer la courbe = f() : Si la caractéristique = f() d un dipôle est une droite passant par l origine, on l appelle alors conducteur ohmique. Cette droite a pour équation =. avec tension en volts (V), intensité en ampères () et valeur de la résistance en ohms (Ω). La tension aux bornes d un conducteur ohmique est proportionnelle à l intensité qui le traverse : =. La puissance P reçue par une résistance est convertie en chaleur par effet Joule. Cette puissance P est donnée par la relation : P =. et comme =. alors P =. ou P = La valeur de la puissance P dissipée doit rester inférieure à la valeur définie par le constructeur. Caractéristique = f() d un conducteur ohmique MP : ctivité /5

4 Exercices d application Exercice. : Les schémas ci-contre représentent des mesures effectuées lors d une séance de travaux pratiques. 0,5 4,5 V 400 m = 0 V =, k 6 V Calcule la mesure manquante. Précise l unité et justifie tes calculs. =... =... =... Exercice. : Voici, ci-contre, la caractéristique d un conducteur ohmique.. Déterminer graphiquement, en laissant les traces sur le graphique : a) l intensité qui traverse ce conducteur quand la tension à ses bornes est de 4 V. b) la tension aux bornes de ce conducteur quand l intensité qui le traverse est de 0 m.. Calcule alors une valeur approchée (à l unité près) de la résistance de ce conducteur ohmique. Justifie ta réponse. Exercice. : Le tableau suivant donne les résultats des mesures effectués sur un dipôle : (en V) (en ) en V 0,0 en. En prenant cm pour 00 m en abscisse et cm pour V en ordonnée, Construire sur le papier millimétré ci-contre la caractéristique ntensité-tension de ce dipôle.. Que peut-on dire de ce dipôle? Justifie ta réponse.. On choisissant judicieusement un point sur ton graphique, et en laissant les traces, détermine graphiquement une valeur approchée, à l unité près, de la résistance de ce dipôle. Justifie ta réponse. Exercice 4 : On donne le tableau des codes de couleurs : Couleur Noir Marron ouge Orange Jaune Vert Bleu Violet Gris Blanc Valeur a) Détermine la valeur des résistances suivantes : Couleurs : Bleu Gris Noir : = Marron ouge ouge : = ouge ouge Marron : = Orange Violet Orange : = b) Détermine les 4 couleurs des résistances suivantes : = 470 ± 0% : / / / / =,5 M± 5% :/ / =, k ± 0, k : MP : ctivité 4/5

5 MP : 009/00 Fiche méthode : Code des couleurs pour une résistance La valeur d une résistance peut être déterminée en utilisant le code des couleurs des trois premiers anneaux, indiqué par le constructeur sur cette résistance. Pour pouvoir trouver la valeur d une résistance, il faut être capable de décoder ces trois couleurs.. Les trois premiers anneaux : Voir vidéoprojection du diaporama Le tableau suivant donne le codage des couleurs : Voir plaquette des codes de couleurs 0 Noir Marron ouge Orange 4 Jaune 5 Vert 6 Bleu 7 Violet 8 Gris 9 Blanc : La première couleur indique la valeur du premier chiffre présent dans la valeur de la résistance : La deuxième couleur indique la valeur du second chiffre présent dans la valeur de la résistance : La troisième couleur indique le nombre de zéros présents après les deux précédents chiffres. Exemple de décodage de la valeur de la résistance représentée ci-dessus : : La couleur jaune correspond d après le tableau des codes au chiffre 4. : La couleur verte correspond d après le tableau des codes au chiffre 5. : La couleur orange correspond d après le tableau des codes au chiffre. La valeur de cette résistance est alors : Ω soit 4,5 x 0 Ω ou 4,5 kω. Le quatrième anneau et la tolérance : La couleur du quatrième anneau indique la tolérance permise, par le constructeur, sur la valeur de la résistance déterminée à l aide des couleurs des premiers anneaux. Cette tolérance s exprime en pourcentage : Couleur argentée : 0% Couleur dorée : 5% Exemple : Couleur : jaune (4) Couleur : vert (5) Couleur : orange () Couleur 4 : argentée (0%) Valeur de la résistance : = 45 x 0 Ω Tolérance = (0% de 45 x 0 ) Ω = 45 x 0 x 0 00 = 4,5 x 0 Ω. Encadrement de la valeur de la résistance : La valeur réelle e de la résistance ci-dessus est alors : e = 4,5 x 0 Ω ± 4,5 x 0 Ω Ce qui peut s écrire aussi : 4,5 x 0 Ω - 4,5 x 0 Ω e 4,5 x 0 Ω + 4,5 x 0 Ω Soit : 4,05 x 0 Ω e 4,95 x 0 Ω MP : ctivité 5/5