Electricité
Activités
A1. Schéma électrique.
Symboles normalisés
Ampoule | Fils | Pile | Moteur | Résistor |
Générateur | Oscilloscope | Multimètre | Diode | Interrupteur |
Tension continue :
Tension alternative |
Ampèremètre
Voltmètre |
Diode
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Interrupteur
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On considère le monrage suivant :
Etablir le schéma de ce montage en utilisant les symboles appropriés.
A2. Mesures.
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On considère le montage ci-dessus.
• Etablir le schéma de ce montage en utilisant les symboles appropriés, en insérant :
- un voltmètre permettant de mesurer la tension aux bornes de chaque composant.
- un ampèremètre permettant de mesurer l'intensité du courant entrant dans chaque composant.
- un ampèremètre permettant de mesurer l'intensité entre l'ampoule et le générateur.
• Donner les valeurs de mesures :
$U_{AG} \ ; \ U_{BC} \ ; \ U_{CD} \ ; \ U_{BD} \ ; \ U_{EF} $
$I_{AB} \ ; \ I_{CD} \ ; \ I_{DG} \ ; \ I_{BE} $
• Quels sont les composants branchés en série ?
• Quels sont les composants branchés en parallèle ?
• En déduire la relation entre la tension aux bornes de deux appareils branchés en série et les tensions aux bornes de chaque appareil.
• En déduire la relation entre les tensions aux bornes de deux appareils branchés en parallèle.
• En déduire la relation entre les intensités des courants traversant deux appareils branchés en série.
• En déduire la relation entre l'intensité d'un courant entrant à un nœud et celles sortants de ce même nœud.
• En déduire la relation entre les 'intensités d'un courant sortants d'un nœud et celle sortant de ce même nœud.
• Noter la valeur de la résistance. En déduire la relation entre la tension à ses bornes et celle du courant la traversant.
A3. Composant ohmique.
On considère le montage ci-contre. • Insérer sur le schéma :
NB : le rhéostat Rh, permet de faire varier l'intensité. |
• Réaliser le montage correspondant.
• Faire valider par l'enseignant.
• Faire varier l'intensité du courant en déplaçant le curseur du rhéostat. Pour chaque position, noter les valeurs de l'intensité I et celle correspondante de la tension U.
I(A) | ||||||
U(V) |
• Représenter le graphe représentant U en fonction de I.
• En déduire la relation entre ces deux valeurs.
• Quelle est la grandeur caractéristique ainsi obtenue ?
A4. Différents types de tensions.
1ère expérience :
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2ème expérience : • Brancher un générateur de tension alternative (GBF) sur une prose du secteur, et le mettre sous tension. Réglages : Fréquence $f=50 Hz $ Amplitude : curseur à mi-course. • A l’aide de l’interface Orphy et de l’ordinateur, réaliser l’acquisition de la tension en sortie de l’adaptateur. • Reproduire l'allure de la courbe de la tension U en fonction de t, U(t). |
Observations :
? Comment varie la tension aux bornes de l’adaptateur ?
? Comment varie la tension aux bornes du GBF ?
? La tension délivrée par le secteur (on considèrera que la tension du GBF est du même type que celle du secteur) est-elle la même que celle aux bornes de l’adaptateur ?
? Caractériser ces deux types de tensions.
A5. Caractéristiques d’une tension alternative.
A51. Période et fréquence.
Effectuer le montage ci-contre, en branchant les diodes en inverse.
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• Observations.
• Interprétations.
• Mesures :
- Faites varier la fréquence du GBF
- A l'aide d'un chronomètre, mesurer le nombre de fois N qu'une diode s'allume sur un intervalle de temps t de votre choix.
- En déduire le nombre de fois n qu'elle s'allume en une seconde.
- Compléter le tableau ci-dessous:
$f(Hz)$ | 0,1 | 0,5 | 1 | 2 |
t | ||||
N | ||||
n |
Conclusion.
A52. Expérience :
- Brancher un voltmètre en mode alternatif en sortie du GBF.
- Régler le curseur d’amplitude de telle sorte que ce voltmètre indique U = 5 V.
- Régler la fréquence à 5 Hz.
- Visualiser la tension en sortie du GBF en utilisant le système d’acquisition.
• Mesurer la période T du signal.
• Mesurer la valeur maximale Umax du signal.
• Quelle est la relation entre le nombre de périodes par seconde et la fréquence ?
• Quelle est la relation entre la fréquence f et la période T ?
• Effectuer le rapport $\dfrac{U_{max}}{U}$
• Calculer la valeur de $\sqrt{2}$
• En déduire la relation entre U et Umax .
• Reproduire les mesures pour une autre valeur de tension afin de vérifier la relation précédente.
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