Mesurer une tension et une intensité
Il est important de savoir ce que représentent les deux grandeurs intensité et tension. Notez dans le tableau suivant les caractéristiques essentielles de ces deux grandeurs.
Intensité | Tension | |
|---|---|---|
Symbole | Cell | Cell |
Unité | Cell | Cell |
Appareil de mesure | Cell | Cell |
Ce que l'appareil mesure | Cell | Cell |
Mode de branchement | Cell | Cell |
Intensité | Voltmètre | |
|---|---|---|
Symbole | I | U |
Unité | Ampère (A) | Volt (V) |
Appareil de mesure | Ampèremètre | Voltmètre |
Ce que l'appareil mesure | Le débit d'électrons | La différence d'état électrique |
Mode de branchement | En série  | En dérivation  |
Influence de l'ajout d'une résistance en série
On souhaite déterminer l'influence de l'ajout d'un dipôle en série dans un circuit existant. Pour cela on branche une lampe sur un générateur (circuit 1) puis on ajoute une résistance en série (circuit 2).
- Que constatez-vous lors de l'ajout de la résistance ?
- Mesurer puis représenter les tension et les intensités dans les différents circuits.
- Proposer une loi issue de vos observations.
- Vérifier cette loi en ajoutant une deuxième résistance.
L'ajout d'une résistance (ou une autre lampe) en série (circuit 1) :
- Fait briller la lampe moins fort
- Diminue l'intensité totale dans le circuit
On constate que la tension délivrée par le générateur est "répartie" entre les dipôles. C'est la loi d'ADDITIVITÉ DES TENSIONS :
\LARGE U_G = U_L + U_R
Attention : ici les deux lampes sont identiques donc la tension a été divisée par 2. Si elles avaient été différentes elles se seraient réparties autrement mais la somme aurait toujours fait 6,2 V !
Influence de l'ajout d'une résistance en dérivation
On souhaite déterminer l'influence de l'ajout d'un dipôle en dérivation dans un circuit existant. Pour cela on branche une lampe sur un générateur (circuit 1) puis on ajoute une résistance en dérivation (circuit 2).
- Que constatez-vous lors de l'ajout de la résistance ?
- Mesurer puis représenter les tension et les intensités dans les différents circuits.
- Proposer une loi issue de vos observations.
- Vérifier cette loi en ajoutant une deuxième résistance.
L'ajout d'une résistance en dérivation :
- Ne change rien pour l'éclat de la lampe
- Augmente l'intensité totale dans le circuit
On constate que l'intensité délivrée par le générateur augmente de façon a alimenter chaque dipôle. C'est la LOI DES NŒUDS :
\LARGE I_G = I_L + I_R
Attention : si on branche trop d'appareils sur une multiprise l'intensité va devenir très grande et peut faire "fondre" ou "brûler" la multiprise.
Résistance et loi d'ohm
La loi d'ohm énonce le fait que pour une résistance il existe un lien entre l'intensité qui la travers et la tension à ses bornes. Cette loi s'écrit :
\Large U=R \times I
R étant la valeur de la résistance exprimée en ohm (Ω)
- A partir des valeurs mesurées pour les résistances dans les circuits 2 (série et dérivation), vérifier la validité de cette loi.
- Que représente d'après vous la valeur de la résistance ?
Dans les deux circuits on mesure la tension aux bornes de la résistance et l'intensité qui la traverse. On trouve pour les deux montages :
- En série : U = 5,6 V et I = 0,17 A
- En dérivation : U = 6,3 V et I = 0,19 A
Si on calcule le rapport U/I dans ces deux cas on trouve R = 33 Ω qui est bien la valeur indiquée sur le dipôle.
La résistance traduit l'aptitude du dipôle à s'opposer au passage du courant. donc plus cette valeur est grande, plus le courant a du mal à circuler et donc I est faible (pour une tension donnée)