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M.P.I. – T.P. 2
Les conducteurs ohmiques
Répondre aux questions posées (questions, schémas,…) sur une copie double. Le compte rendu sera ramassé et noté, ainsi que les courbes éditées à l’imprimante (à insérer dans la copie double).
A / Caractéristique d’un conducteur ohmique
Montage :
Réaliser un circuit électrique en série comprenant un générateur de tension réglable, un interrupteur, et une résistance de 300?.
Placer convenablement un voltmètre et un ampèremètre de façon à mesurer la tension U aux bornes du conducteur ohmique et l’intensité I qui le traverse.
1 ) Schématiser le montage (sur votre copie double).
2 ) Réaliser le montage et le faire vérifier par le professeur avant de mettre le générateur sous tension.
Mesures :
3 ) Faire varier la tension entre 1 V et 3 V ; comment varie alors l’intensité quand la tension augmente ?
4 ) Faire varier la tension de 0V à 3,5 V (de 0,5V en 0,5V à peu près), et noter les valeurs mesurées dans un tableau (avec U en V et I en mA) sur votre copie double.
Tracé de la caractéristique à l’aide du logiciel Régressi :
. Mettre en route le logiciel Régressi.
. Entrer les variables U et I mesurées.
. Tracer le graphe de la caractéristique U en fonction de I.
. Proposer une modélisation (modélisation automatique manuelle que vous modifierez éventuellement), et imprimer le graphe (le glisser dans la copie) avec le tableau et le modèle.
Questions :
5 ) Quelle loi de l’électricité vient-on de mettre en évidence (donner son nom) ?
6 ) Énoncer cette loi (expression mathématique et explication de cette expression).
7 ) Appliquer la loi (énoncé à la question précédente) pour mesurer la résistance du conducteur ohmique (choisir un couple de valeurs le plus proche possible de la droite tracée).
8 ) La valeur obtenue est-elle conforme avec votre modèle ? (justifier votre réponse).
B / Méthodes de détermination de la résistance d’un conducteur ohmique
1 / Utilisation d’un ohmmètre
Méthodologie :
. Placement du sélecteur sur la fonction ohmmètre.
. Utilisation des bornes “ COM “ et “ V “.
. Choix du calibre : celui qui est juste supérieur à la mesure qu’on effectue.
. On effectue la mesure directement (sans circuit électrique).
9 ) Mesurer alors la valeur de la résistance (celle de 300 O), et noter votre résultat sur votre copie double.
2 / Le code des couleurs
Méthodologie :
Le conducteur ohmique présente quatre anneaux de couleur (trois rapprochés et le quatrième un peu plus éloigné) nommée A, B, C, et D.
Chaque anneau renvoi à une valeur bien déterminée (voir le tableau du code des couleurs).
Ensuite, la résistance du conducteur ohmique se détermine de la façon suivante :
R = ( 10 x A + B ) x 10C O à D% près
10 ) Proposer un encadrement pour la valeur de la résistance (celle de 300 O).
3 / Utilisation de l’expression littérale la loi d’Ohm
Méthodologie :
On utilise l’expression littérale de la loi d’Ohm ( U = R ´ I ) en effectuant les mesures de la tension et de l’intensité.
11 ) Prendre un couple de valeur (tension et intensité) quelconque du tableau de mesure de la question 3) et calculer la résistance du conducteur ohmique.
4 / Utilisation de la caractéristique
Méthodologie :
La valeur de la résistance correspond au coefficient directeur de la “ droite moyenne “ tracée. On utilise donc la modélisation effectuée lors du tracé de la caractéristique et on recherche le résultat du modèle.
12 ) Rappeler le résultat de la modélisation.
5 / Conclusion
13 ) Comparer les quatre méthodes en indiquant celle qui vous paraît la plus précise et celle qui vous paraît la plus rapide.
C / Association de conducteurs ohmiques
1 / Utilisation du ohmmètre
14 ) Mesurer la valeur précise des deux résistances R1 (100 ?) et R2 (300 ?) en branchant un ohmmètre aux bornes de chaque conducteur ohmique.
15 ) Quel calibre (indiquer sa valeur) doit-on utiliser pour chaque mesure (justifier votre réponse) ?
2 / Association en série
Associer les deux résistances (R1 et R2) en série.
16 ) Mesurer la valeur de la résistance R équivalente aux bornes de l’association des deux résistances montées en série.
17 ) Schématiser le montage (l’association des deux résistances et l’ohmmètre).
18 ) Comparer la valeur obtenue pour la résistance R équivalente à celles des deux résistances.
19 ) Proposer une loi permettant de calculer la résistance équivalente de l’association de plusieurs résistances montées en série.
3 / Association en parallèle
Associer les deux résistances (R1 et R2) en parallèles.
20 ) Mesurer la valeur de la résistance R’ équivalente aux bornes de l’association des deux résistances montées en dérivation.
21 ) Schématiser le montage (l’association des deux résistances et l’ohmmètre).
22 ) Calculer 1/R’ , puis (1/R1 + 1/R2). Que constate-t-on ?
23 ) Proposer une loi permettant de calculer la résistance équivalente de l’association de plusieurs résistances montées en dérivation.
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