Une thermistance (photo ci-contre) est une résistance dont la valeur change en fonction de la température.
On se propose donc d'étalonner la thermistance afin de pouvoir disposer d'un thermomètre très peu onéreux.
Documents
Thermistance
Il existe deux types de thermistance :
- CTP : Coefficient de Température Positif
- CTN : Coefficient de Température Négatif
Température et agitation thermique
En 1741, Celsius propose une échelle très simple qui va rapidement s’imposer : 0°C dans la glace fondante et 100°C dans l’eau bouillante.
Au XIXe siècle, Lord Kelvin instaure une température absolue qui n’a pas besoin de référence. Il définit le zéro absolu comme la température à laquelle la matière n’a aucune énergie thermique. Impossible de faire plus froid que ça ! Il ajuste ensuite sa graduation sur celle de Celsius : un Kelvin représente la température obtenue en augmentant le zéro absolu d’un degré Celsius. On sait aujourd’hui que la glace fond à 273,15 K, c’est-à-dire que le zéro absolu correspond à -273,15 °C.
Questions préliminaires
- Que représente la température du point de vue moléculaire ?
- Donner la relation entre T(K) et θ(°C)
- La température représente l'agitation des molécules au sein de la matière (plus l'agitation est grande plus la température est élevée).
- T(K) = θ(°C) + 273,15
Étalonnage de la thermistance
Montage expérimental
Un bécher rempli aux 3/4 d'eau est placé sur un bec électrique.
Un thermomètre et la thermistance plongent dans l'eau.
Le chauffage débute et on note la valeur de la résistance tous les 5°C environ jusqu'à 80°C environ.
Les données sont regroupées dans un tableur afin d'être exploitées.
Remarques
- On utilise préférentiellement "REGRESSI" pour traiter les données
- Grâce à Regressi on peut éventuellement chercher un modèle correspondant aux mesures réalisées.
La vidéo est une version accélérée des mesures réalisées en séance de TP avec les élèves du lycée PGDG le 09/11/2022
Fichier REGRESSI : Mesures expérimentales
Fichier EXCEL : Mesures expérimentales
Questions
- Tracer la courbe R=f(θ).
- La résistance évolue-t-elle de façon linéaire avec la température ?
- La thermistance étudiée est-elle une CTP ou une CTN ?
- Expliquer comment utiliser la thermistance pour trouver la température de la pièce par exemple.
- On appelle "sensibilité" de la thermistance le rapport ΔR/ΔT. Donner un ordre de grandeur de la sensibilité de la thermistance étudiée et expliquer ce qu'elle représente.
texte
2. La relation n'est pas linéaire (on ne voit pas une droite passant par l'origine).
3. On a une CTN d'après la forme de la caractéristique
4. Il suffit de mesurer la valeur de la résistance de la CTN et de faire correspondre avec la température donnée par le graphique.