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TP Electricité n° 1 Mesure des résistances électriques Page 1 Introduction : Él

TP Electricité n° 1 Mesure des résistances électriques Page 1 Introduction : Électricité, ensemble des phénomènes dus aux charges électriques au repos ou en mouvement. Lorsque ces charges sont immobiles, elles engendrent des champs électriques qui peuvent influencer les corps environnants ; lorsque les charges sont en mouvement, elles génèrent des champs magnétiques. L’électricité se divise en plusieurs branches : l’électrostatique, qui s’intéresse aux corps électrisés, sans circulation de courants ; l’électrocinétique, qui étudie les courants électriques de manière générale ; l’électrodynamique, qui traite plus particulièrement des actions dynamiques entre courants électriques ; l’électromagnétisme, qui analyse les actions réciproques des aimants et des courants ; l’électronique, qui utilise la structure granulaire de l’électricité pour échanger de l’information, ou encore l’électrochimie, qui s’intéresse aux transformations d’énergie électrique en énergie chimique et réciproquement. Voir aussi Électricité, production et distribution de l’électricité. Le but du travail : La détermination de la valeur de la résistance d’un conducteur ohmique par deux méthodes ; la première consiste à mesurer simultanément la tension et l’intensité du courant pus selon la loi d’Ohm, on calcul la résistance électrique ; la deuxième méthode, on mesure directement la valeur de la résistance en utilisant le ohmmètre. Objectifs fondamentaux : Savoir choisir une dérivation courte ou longue, savoir le justifier quantitativement et évaluer l’erreur systématique en utilisant les données des notices des appareils de mesure. Savoir faire un bilan complet des incertitudes d’un mesure ; incertitude due à l’erreur systématique de méthode (cas de méthode Volt - Ampéremétrique) ; incertitude due à l’appareil de mesure (lecture, « digit »). Partie théorique : Quelques lois de calcul : 1. La loi d’Ohm : U = R×I  U : la tension du courant aux bornes du conducteur ohmique (mesuré en Volte).  R : la résistance électrique du conducteur ohmique (mesurée en Ω).  I : l’intensité du courant électrique (mesurée en Ampère). 2. Erreur systématique : R R ¬ R = ε m 1 Pour le montage à courte dérivation. m m 2 R R ¬ R = ε Pour le montage à longue dérivation.  R : la valeur de la résistance électrique du conducteur ohmique donnée par le fabricant.  Rm : la valeur mesurée de la résistance électrique du conducteur ohmique. Préparé par : M Touil, M Boudina et M Abbas du groupe SM2 Année Universitaire 2006 / 2007 TP Electricité n° 1 Mesure des résistances électriques Page 2 3. Précision : ΔG = ± (Emax +Nd)  ΔG : la précision sur la grandeur physique G.  Emax : l’erreur maximale possible de la valeur lue sur l’appareil de mesure.  Nd : nombre de digits correspondent à la valeur 1 sur le dernier chiffre affiché à droite. Emax = 100 V %. x l  x% : un pourcentage de la valeur lue dépendant du calibre employé.  Vl : la valeur lue de la grandeur G sur l’appareil de mesure. 4. Intervalle de valeur possible : Gp € [Gm - ΔG, Gm + ΔG]  Gp : la valeur possible de la grandeur physique.  Gm : valeur lue sur l’appareil de mesure.  ΔG : la précision sur la grandeur physique G. 5. La notion du code couleur pour les résistances électriques : On trouve deux sortes de résistances codées avec quatre couleurs et les résistances à 1 % codées avec cinq couleurs. En électrotechnique, on n’utilise que des résistances à quatre couleurs. - On commence a lire à partir de l’anneau situé le plus prés d’une extrémité. - Chaque anneau à une signification précise. R = ab.10c Code de couleurs des résistances Couleur Nombre Multiplicateur Tolérance Noir 0 100 Marron 1 101 Rouge 2 102 Orange 3 103 Jaune 4 104 Vert 5 105 Bleu 6 106 Violet 7 107 Gris 8 108 Blanc 9 109 Argenté 10 % Doré 05 % Les caractéristiques techniques des multimètres utilisés : Multimètre GDM.356 Voltmètre en courant continu : Calibre : 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V, 600 V. Précision : ± (0,5 % de la lecture + 1 digit). Impédance : 10 MΩ. Préparé par : M Touil, M Boudina et M Abbas du groupe SM2 Année Universitaire 2006 / 2007 a : 1er chiffre b : 2ème chiffre c : Multiplicateur Tolérance TP Electricité n° 1 Mesure des résistances électriques Page 3 Ohmmètre Calibre : 200 Ω, 2 kΩ, 20 kΩ, 200 kΩ, 2 MΩ, 20 MΩ. Précision : ± (0,8 % de la lecture + 3 digits) pour le calibre 200 Ω. ± (0,8 % de la lecture + 1 digit) pour les calibres 2 kΩ, 20 kΩ et 200 kΩ. ± (3,0 % de la lecture + 3 digits) pour les calibres 2 MΩ, 20 MΩ. Multimètre GDM.352A Ampèremètre en courant continu Calibre : 200 μ A, 2 mA, 20 mA, 200 mA, 10 A. Précision : ± (1,0 % de la lecture + 1 digit) pour les calibres μA et mA. ± (3,0 % de la lecture + 1 digit) pour le calibre 10 A. Chute de tension : 0,1 V pour les calibres μA et mA. Partie expérimentale Méthode n° 1 : Cette méthode consiste à mesurer simultanément la tension aux bornes du conducteur ohmique et l’intensité du courant à l’aide d’un voltmètre (GDM-356) et un ampèremètre (GDM-352A). Nous avons effectué le montage de la figure 1 à l’aide du matériel mis à notre disposition : - Source de tension à courant continu. - Multimètre numérique GDM-356. - Multimètre numérique GDM-352A. - Circuit imprimé à deux résistances R1 et R2. - Fil de connexion (trois rouges et trois noires). La mesure de tension et de l’intensité du courant dépend de quatre cas possibles : 1) Le commutateur KM positionné sur la position « C » et KR sur la position « 1 » c’est-à-dire, le montage est à courte dérivation. Dans ce cas on va mesurer la tension aux bornes de la résistance R1 et l’intensité du courant. 2) Le commutateur KM positionné sur la position « C » et KR sur la position « 2 » c’est-à-dire, le montage est à courte dérivation. Dans ce cas on va mesurer la tension aux bornes de la résistance R2 et l’intensité du courant. 3) Le commutateur KM positionné sur la position « L » et KR sur la position « 1 » c’est-à-dire, le montage est à longue dérivation. Dans ce cas on va mesurer la tension aux bornes de l’ampèremètre avec la résistance R1 et l’intensité du courant. Préparé par : M Touil, M Boudina et M Abbas du groupe SM2 Année Universitaire 2006 / 2007 A V C L 1 2 Source de tension + 12 V 0 V - Vcc + Vcc K M K R R 1 R 2 + V + A - A V Ω CO M CO M mA GDM-356 GDM-352A UMB Boumerdes, Faculté des sciences, Labo d’électricité V A R1 -Vcc +Vcc V A R2 -Vcc +Vcc V A R1 -Vcc +Vcc TP Electricité n° 1 Mesure des résistances électriques Page 4 4) Le commutateur KM positionné sur la position « L » et KR sur la position « 2 » c’est-à-dire, le montage est à courte dérivation. Dans ce cas on va mesurer la tension aux bornes de l’ampèremètre avec la résistance R2 et l’intensité du courant. Nous avons connecté la source de tension stabilisée à (+ 12 V=) avec le circuit imprimé comme cela est montré sur la figure 1 et nous avons effectué les mesures indiquées ci-dessus, les valeurs sont indiquées dans les tableaux suivants : Tableau n° 1 C.O. Valeur mesurée à l’aide du montage Courte dérivation Valeur mesurée à l’aide du montage Longue dérivation U I U I Calibre Mesure Calibre Mesure Calibre Mesure Calibre Mesure R1 20 V = 11,86 V 20 m A 11,86 m A 20 V = 12,00 20 m A 11,87 m A R2 20 V = 11,89 V 200 μ A 12.0 μ A 20 V = 11,90 200 μ A 10,0 μ A Tableau n° 2 C.O. Montage Courte dérivation Montage Longue dérivation Rm (Ω) ε1 (%) R΄m (Ω) ε1 (%) R1 1000,00 0,00 1010,95 0,01 R2 0,99.106 0,01 1,19.106 0,16 Tableau n° 3-1 C.O. R1 Valeur mesurée à l’aide du montage Courte dérivation U (V) I (A) Rm = 1000,00 Ω Calibre Mesure Calibre Mesure 20 V = 11,86 V 20 m A 11,86 m A Précision ± (0,5 % de la lecture + 1 digit) ± (1,0 % de la lecture + 1 digit) Calcul Δ U = ± 0,07 V ΔI = ± 0,13 m A Intervalle possible 11,79 V ≤ U ≤ 11,93 V 11,73 m A ≤ I ≤ 11,99 m A Valeur extrême Rmin Rmin = Umin / Imax = 11,79 / 11,99.10-3 → Rmin = 0983,32 Ω Valeur extrême Rmax Rmax = Umax / Imin = 11,93 / 11,73.10-3 → Rmax = 1017,05 Ω Calcul Δ U / U = 0,006 ΔI / I = 0,011 Incertitude relative ε = ΔR uploads/Litterature/ tp-n0-2-mesure-des-resistances-electriques.pdf