Rappels de 5ième en travaux pratiques
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L'intensité du courant et la tension sont deux grandeurs électriques, qui peuvent donc être mesurées.
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Pour les mesurer, on utilise un appareil appelé multimètre, qui a plusieurs fonctions.
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Utilisé en voltmètre, le multimètre mesure la tension, exprimée en volts. Il est branché en dérivation aux bornes du dipôle étudié, ou entre deux points du circuit.
Son symbole est :
Comment utiliser un voltmètre ? ->
Comprendre ce qu'est la tension et voir des exemples de mesures ? ->
Son symbole est :Exercice
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Branchons en série (les fils forment une seule boucle) une pile, un interrupteur et une lampe.
Le courant ne passe que si la boucle n'a pas de coupure ; il faut qu'il y ait contact entre les 2 bornes de l'interrupteur ... on dit alors qu'il est fermé (passe sur la photo pour fermer le circuit).
Schéma du circuit fermé (passe dessus pour la légende) ->
La pile fournit l'énergie nécessaire pour faire circuler dans tout le circuit, en même temps, des charges électriques. La pile joue le rôle de "pompe" à courant.
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On peut aussi brancher un circuit en faisant plusieurs boucles, on parle alors de circuit en dérivation :
Passe avec la souris sur les différents dipôles ->
Schéma correspondant (passe dessus pour la légende) ->
L'avantage de ce type de circuit est que chaque boucle est indépendante. Ici, par exemple, l'interrupteur est ouvert, il n'y a donc pas de courant dans la boucle en bas du circuit, mais la résistance et le moteur fonctionnent.
C'est comme si on avait 3 générateurs et 3 circuits différents, sauf que là, le même générateur alimente les 3 ! Inconvénient : si on branche trop de boucles sur le même générateur, il peut délivrer un courant trop élevé pour lui et les fils de départ, donc, surchauffe !
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Une diode est un dipôle qui laisse passer le courant seulement dans un sens.
Le sens du courant doit être le même que la flèche du symbole de la diode !
Sur les photos ci-dessous, observe les pôles + et - du générateur et le sens de branchement de la D.E.L.:
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Nous avons vu en 5ième qu'une diode ne fonctionne que branchée dans un certain sens :
Passe sur la photo pour inverser les branchements de la D.E.L.
Cela montre de manière évidente que les 2 bornes d'un générateur ne sont pas équivalentes !
De plus, si la tension du générateur change, l'énergie qu'il délivre est modifiée également :
Passe sur la photo pour basculer le générateur de 6 V en 12 V !
Il existe donc entre les 2 bornes d'un générateur, une "différence d'état électrique". C'est cette différence que l'on appelle la tension électrique !
C'est ce "décalage" entre la borne + et la borne - qui va entrainer la circulation de charges électriques dans une boucle fermée.
On peut comparer la tension d'une pile à la différence de hauteur de liquides dans 2 récipients reliés entre-eux :
Plus la différence de hauteur est importante, plus le débit de liquide entre les récipients est élevé !
L'énergie que le générateur dépense est comparable à l'énergie que dépenserait une pompe permettant de garder toujours la même différence de hauteur de liquide : le liquide circule naturellement d'un récipient vers l'autre, tant que la "pompe" a de l'énergie !
Exemple de mesures de tensions : réalisons un circuit en série avec un générateur, une lampe et une D.E.L. :
Plaçons ensuite 3 voltmètres en dérivation aux bornes des 3 dipôles du circuit :
A observer : le calibre choisi est 20V et les bornes branchées sont "V" et "COM".
La tension mesurée aux bornes du générateur est de 14,89 V.
La tension aux bornes de la lampe est de 1,58 V. (le calibre 2V aurait pu être choisi ici pour plus de précision)
La tension aux bornes de la D.E.L. est de 13,3 V.
Réalisons un circuit en série avec une lampe, un interrupteur et un générateur.
Plaçons deux ampèremètres (en série !) de chaque côté de la lampe.
En circuit ouvert, pas de courant ... donc l'intensité du courant mesurée est nulle.
Passe sur la photo du circuit pour le fermer :
A observer : le calibre choisi est de 2000 mA en circuit ouvert mais le calibre 200 mA a été préféré en circuit fermé car l'intensité est inférieure à 200 mA ; les mesures sont plus précises sur ce calibre la. Par contre, le calibre 20 mA serait trop petit !
Les bornes branchées sont bien les bornes "COM" et "mA". Le courant "rentre" bien par la borne "mA", donc pas de signe moins.
