1. Montage expérimental

   On souhaite réaliser le circuit électrique ci-dessous : 

   

    

   • Tous les composants électriques sont des dipôles. Que cela signifie-t-il ?
   • Donner le nom de tous les dipôles à utiliser.

   On donne un nom à chaque sommet de l’hexagone du schéma électrique. On choisit de prendre les lettres A, B, C, D, E et F.

   • Compléter le schéma en plaçant de façon aléatoire ces lettres sur chaque sommet de l’hexagone.

   • Réaliser le circuit électrique sur la plaque de connexion.

2. La tension électrique

1. La loi d’additivité des tensions

Une tension se mesure entre deux points d’un circuit électrique, par exemple entre les points A et B du circuit précédent : 

• Mesurer la tension aux bornes d’un fil quelconque du circuit. Exprimer votre résultat par une phrase.
• Si le point A du circuit est branché sur la borne (V) du voltmètre et le point B sur (com) on mesure une tension que l'on note U_AB.
• Inversement, si A est sur (com) et B sur (V), on mesure U_BA.
  • A l’aide d’un multimètre, mesurer les tensions du tableau suivante :

Tension	UAB	UBA	UBC	UAC	UFA	UCE	UFB
Mesure (V)

• Pour mesurer ces tensions, avez-vous modifié votre montage ?
• Comparer U_AB et U_BA. Exprimer cette propriété par une phrase.
• Calculer U_AB + U_BC ; U_FA+U_AB. Avec quelles autres tensions peut-on comparer ces sommes ?
• Grâce à la relation trouvée précédemment et à l’aide des résultats du tableau, calculer U_BE et U_AE.
• Vérifier vos résultats par une mesure
• Conclure en généralisant la loi trouvée ci-dessous pour 3 points quelconques M, N et P d’un circuit. Cette loi s’appelle la loi d’additivité des tensions.

2. Fléchage d’une tension

Sur un circuit électrique une tension se représente par une flèche. Ainsi la tension U_AB va correspondre à une flèche qui part de B et qui va pointer vers A puis on indique à coté de cette flèche le nom de cette tension.



• Sur le schéma du haut de cette page, flécher les tensions mesurées précédemment.

3. Le courant électrique
1. L’intensité du courant
• Quel est le dipôle du montage qui impose le sens du courant
• Indiquer par une flèche sur les fils du circuit le sens de ce courant.

Ce courant est caractérisé par son intensité qui se note I et que l’on note à coté des flèches précédentes. Sa mesure est effectuée à l’aide d’un multimètre utilisé en ampèremètre. Le courant dont on mesure l’intensité doit entrer par la borne 10A (ou mA si sa mesure est inférieure à 200 mA) et doit ressortir par la borne com.

• Pour mesurer l’intensité d’un courant, devez-vous modifier votre montage ? Si oui, comment ?
• Eteindre le générateur puis placer le multimètre afin de mesurer l’intensité du courant sur le calibre 10 A
• Noter la valeur du courant exprimée en ampère. Convertir cette valeur en mA.
• Quels sont les autres calibres que l’on peut utiliser pour mesurer cette intensité ? Expliquer.
• Réaliser la mesure. Comparer les deux valeurs obtenues sur les 2 calibres différents. Quelle est la mesure la plus satisfaisante ?

2. Comment prévoir les tensions positives d’un circuit à partir du sens du courant ?
• Mesurer une tension positive aux bornes de la lampe.
• Nommer puis flécher cette tension.
• Comparer le sens de cette flèche tension et le sens du courant qui traverse cette lampe.
• Refaire la même étude pour le moteur.

Cette étude se vérifie pour tous les récepteurs : il s’agit de la convention récepteur.

 

IV. Conclusion : ce qu’il faut retenir de ce TP.

Compléter le tableau ci-dessous :

Connaissances expérimentales	Connaissances théoriques
Branchement du voltmètre : Pour mesurer UAB, il faut brancher la borne …. sur ….. et borne .… sur ….. . Branchement de l’ampèremètre : Le courant entre par ……. et sort par….. . La tension au bornes d’un fil est ….. Utilisation des calibres (résumer comment on choisit le calibre pour faire une mesure)	Fléchage d’une tension         Convention récepteur           Loi d’additivité

 

Exercices d’applications

 

A. On étudie le montage ci-dessous. On donne U_CD =-3 V et U_DA=9 V.



1. Flécher puis nommer toutes les tensions positives aux bornes de tous les récepteurs.
2. La tension aux bornes du moteur est égale à 4,4 V. Exprimer puis calculer en utilisant la loi d’additivité la tension aux bornes de la diode.

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B. Le montage ci-contre est constitué de dipôles récepteurs ou générateurs représentés par un rectangle.

On donne U_BC=3 V et U_CD=-6 V.



1. Flécher ces tensions.
2. Compléter le schéma avec l’appareil nécessaire pour mesurer la tension U_BC (indiquez les branchements).
3. Calculer U_BA, U_AC et U_DA
4. Le dipôle D₄ est une lampe, peut-elle fonctionner ?

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C. On considère le montage schématisé ci-contre.



1. Etude du courant.
1. Flécher le courant dans le circuit.
2. Compléter le schéma avec l’appareil permettant de mesurer l’intensité du courant (indiquez les branchements).
2. L’interrupteur K est fermé. U_DA=6V et U_DC=3,5 V
1. Flécher ces tensions.
2. Quelle est la valeur de la tension aux bornes de l’interrupteur fermé ?
3. En déduire la valeur de la tension U_BA.
3. On ouvre K. Le générateur maintient toujours U_DA=6 V à ses bornes.
1. Donner les valeurs des tensions aux bornes de chaque lampe
2. En déduire la tension U_BC aux bornes de l’interrupteur.

Compléter le schéma avec l’appareil nécessaire pour mesurer cette tension (indiquez les branchements).

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Claire RANDON   et  Tony BOIVIN

Professeurs de sciences-physiques

Lycée Augustin Thierry 41000 Blois
Webmaster : Tony BOIVIN

depuis le 1er septembre 2001