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Compte rendu des TP Mesure électrique et électronique Nom : MUHAREB Prénom : Ah

Compte rendu des TP Mesure électrique et électronique Nom : MUHAREB Prénom : Ahmed Zakaria Groupe : 5 Sous-Groupe : 52 Spécialité : Télécommunication TP N°1 : Mesure de courant et de résistance. Objectifs : - Utiliser correctement un voltmètre et un ampèremètre - Câbler correctement un circuit électrique. - Interpréter les résultats trouvés. Matériels utilisés : - Résistances. - Générateurs de tension. - Voltmètre, ampèremètre et multimètre. Définitions : La tension électrique : C'est une différence de potentiel (d.d.p) entre deux points, qui traduit un déséquilibre électriques ou des charges électriques différentes, elle se mesure par un voltmètre. Le voltmètre est un appareil qui se branche en parallèle avec le composant ou le dipôle dont on veut mesurer la tension à ses bornes. On distingue deux types de voltmètre : - Le voltmètre analogique (à aiguille ou à déviation). - Le voltmètre à affichage numérique. L'insertion d'un voltmètre dans un circuit engendre des erreurs dans la mesure, en effet, soumis à une tension Uv, le voltmètre de résistance Rv consomme un courant Iv tel que : Iv = Uv/ Rv Pour diminuer l'erreur, on doit diminuer le courant Iv et par conséquent augmenter la résistance Rv. En résumé un voltmètre doit présenter une résistance Rv très grande par rapport à la résistance interne du dipôle dont on veut mesurer la tension. Le courant électrique : Le courant électrique résulte du déplacement des charges électriques entre deux points d'une branche. Son intensité traduit le débit des charges en déplacement, elle se mesure par un ampèremètre. L'ampèremètre est un appareil qui se branche en série avec le ou les composants parcourus par le courant dont on veut mesurer son intensité. On distingue deux types d'ampèremètre : - L'ampèremètre analogique (à aiguille ou à déviation). - L'ampèremètre à affichage numérique. L'insertion d'un ampèremètre dans un circuit engendre des erreurs dans la mesure en effet, traversé par un courant I, l'ampèremètre de résistance RA provoque une chute de tension UA dans le circuit tel que : U= R. I Pour diminuer l'erreur, on doit diminuer la tension UA et par conséquent diminuer la résistance RA. En résumé, un ampèremètre doit présenter une résistance RA très petite par rapport à la somme des résistances internes des dipôles parcourus par le même courant à mesurer. Remarque : Un ampèremètre parfait admet une résistance RA égale à zéro. Evaluation d’une mesure : Cas d'un appareil numérique : que se soit un voltmètre ou un ampèremètre numérique la mesure est lue directement sur le cadran de l'appareil, pour être précise il suffit de bien choisir le calibre. Cas d'un appareil analogique : en utilisant ce type d'appareil la mesure n'est pas directe, pour la déterminer, on doit appliquer la relation suivante : Grandeur = (calibre x lecture) / échelle. Evaluation des erreurs Autre que l'erreur engendrée par l'insertion d'un appareil dans un circuit il existe d’autres erreurs qu’on ne peut pas les éviter à savoir les erreurs engendrées par l'appareil elle-même et les erreurs commises par l'opérateur. - Cas des appareils numériques : pour évaluer l'incertitude absolue on doit se référer à la notice technique de l'appareil, le constructeur mentionne pour chaque calibre (gamme) la relation qu'on doit appliquer la forme générale de ces relations est la suivante : - Cas des appareils analogiques : l'incertitude absolue est la somme de l'incertitude de classe et l'incertitude de lecture. Méthode voltmétre-Ampéremetre : Cette méthode utilise la loi d’Ohm (U =R* I). On cherche la résistance R à partir de la tension U aux bornes de la résistance et de l’intensité I du courant dans le circuit. Selon la résistance on choisit le montage « aval » ou « amont ». Il s’agit d’un montage en série du générateur, de l’ampèremètre et de la résistance ; selon l’emplacement du voltmètre avant ou après l’ampèremètre, deux montages sont possibles les montages aval et amont. {Rp ep {RG eG - L’opérateur - Calibre : la plus grande valeur que l’on peut mesurer. 50 160, 16, 1.6 , 0.16 X 83 5 50 div ΔXL 0.25 div La classe de l’appareil Axe : donne la qualité de l’appareil Axe = (calibre * classe)/100 TP N°2 : Mesure de résistance : montage amont et aval. 1- Montage aval : Pour le montage aval, l’ampèremètre est placé avant le voltmètre. Définition : Le montage AMONT ou montage LONGUE DERIVATION dans lequel on mesure la tension aux bornes du dipôle étudié et de l'ampèremètre. On mesure la valeur vraie de V : ΔV = 0. Mais l'ampèremètre mesure la somme des courants qui circulent dans la résistance (I) et dans le voltmètre (i). i = ΔI = V / Rv. Donc ΔRx / Rx = V / I.Rv = Rx / Rv. Rm =Um/Im= URX/Im = (( (Rx.Rv)/(Rx+Rv))/Im ) * Im) Rm= (Rx.Rv)/(Rx+Rv) Rm (Rx+Rv) = (Rx.Rv) Rx = (Rm. Rv)/ (Rv - Rm) ΔR = │Rm-Rx│= Rm2/Rv-Rm ΔR/R = - Rm/Rv ΔR = Rm2/Rv-Rm = 125.44/ ( 720- 11.20) = 0.17 ΔR/R = - Rm/Rv = - 11.20/720 = 0.01 Um= 0.6 V Im= 46.10-3 A Rm= 11.20 ohm Rv = 720 ohm Alors : Rx = (11.20 x 720)/ (702 – 11.20)= 11.67 ohm 1- Montage amont : Pour le montage amont, l’ampèremètre est placé après le voltmètre. Définition : Le montage AVAL ou montage COURTE DERIVATION dans lequel on mesure la tension aux bornes du dipôle étudié. On mesure la vraie valeur de l'intensité qui circule dans la résistance : ΔI = 0. Par contre le voltmètre mesure la différence de potentiel aux bornes de l'ensemble résistance + ampèremètre. On mesure V = (Rx + Ra).I L'incertitude de mesure liée au montage utilisé est donc ΔRx / Rx = Ra.I / V = Ra / Rx. Rm= Um/Im = ( Rx.Im + Ra.Im)/Im = Im(Rx.Ra)/Im Rm = Rx+Ra ΔRx= (Rm-Rx)=Ra ΔR/R= Ra/ (Rx+Ra) Rm = 11.67 + 0.24 = 11.91 ohm ΔR/R = 0.24/ ( 11.67+ 0.24) = 0.02 Conclusions pratique Pour les faibles résistances, Rx / Rv est plus petit que Ra/Rx:il faut utiliser le montage AVAL TP N°3 : Mesure des résistances . Pour les grosses résistances, c'est l'inverse qui se produit et il faut utiliser le montage AMONT. 1-Méthode de comparaison : R = 0.3005 V2 = 0.591 v V1 =1.8 v E = 11.734 v V1/v2 = R1/Rx . I1/I Alors Rx= (1.800/0.591)x 300.5 = 915.228 ohm. 1-Méthode de substitution : I1 = 40 mA I2 = 40 m A I1=I2 R= 400 ohm = Rx E = 3.47*2 = 6.94 v E/2 = 3.47 v TP N°4 : pont de Wheatstone . Un pont de Wheatstone est constitué de quatre résistances, d'un générateur de fem E et d'un détecteur (ici un voltmètre ayant une très grande impédance d'entrée). R1 et R2 d'une part et R3 et R4 d'autre part constituent des diviseurs de la tension E d'alimentation du pont. On en déduit que : A l'équilibre (VCD = 0), on a : R1R4 = R2R3 Rixi/R1i= RvI2/R2I2 alors Rx = R1. (Rv/R2). Vc-vd= 0 alors vc = vd Va-Vc = R1i1 Va-Vd = R2i2 alors R1i1 = R2i2 Vc-VB = Rxi1 Vd-vB= Rvi2 alors Rxi1= Rvi2 On a : R1 = 902 ohm R2 = 902 ohm Rv = 702 ohm Rx = R1 * (Rv/R2) Alors Rx = 702 ohm Conclusion : la valeur de la résistance mesurée en utlisant un ohmetre est la méme de celle qu’on a utlisé le pont de Wheatstone. uploads/Philosophie/ tp-mee 1 .pdf