Extrait de "mpi_html" consultable sur le site académique : http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/scphys/accueil.htm

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Vérifions les lois de l'électricité :
Mesures de résistances

Résistance

Objectif :

Plan :

1 : Le code des couleurs
2 : L'utilisation d'un ohmmètre
3 : Mesure de la résistance d'une association

Compte-rendu : Chaque groupe devra rédiger un compte-rendu soigné à l'aide d'un traitement de texte, en faisant des phrases claires et en justifiant chaque affirmation.


 

1 : Le code des couleurs

Rappel
Résistance
Couleur Noir Marron Rouge Orange Jaune Vert Bleu Violet Gris Blanc
Code 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Les résistances utilisées portent quatre cercles colorés :

- Les trois premiers permettent de calculer la valeur de la résistance.

- Le dernier indique la précision que le fabriquant garantit.

Il en existe deux :

Couleur

argent

or

Code 10% 5%

On écrit :

R = ( a*10 + b ).10n   avec a = 2, b = 7 et n = 1

D'où :

R = (2*10+7).101 W
soit R = 270  W

Le quatrième cercle est couleur argent, ce qui indique une précision de 10%. La valeur de la résistance peut s'écarter au maximum de 10% de la valeur indiquée. Dans l'exemple :

10% de 270 = 27  W.

Questions                                               

1) Déterminer la valeur de la résistance ci-dessus.

2) Donner les limites garanties par le fabriquant.

3) Indiquer la valeur de la résistance sous la forme d'un encadrement ?    ....  W   <   R   <   ....   W

Pour les plus rapides
On peut utiliser avantageusement EXCEL pour déterminer rapidement la valeur d'une résistance à l'aide du code des couleurs. Profite de cette application pour vérifier tes résultats !

Lien : Code des couleurs avec EXCEL

 

 



2 : Utilisation d'un ohmmètre

Première mesure
Le multimètre sera mis sur sa fonction ohmmètre puis branché sur la résistance à mesurer.

Éventuellement, choisir le calibre qui convient.

Mesurer les résistances placées sur la table et comparer aux valeurs indiquées.

Attention !
La résistance doit être retirée du circuit pour être mesurée.
  • Il y a danger pour l'ohmmètre si le circuit est sous tension.
  • La mesure est fausse si d'autres composants sont associés à la résistance.

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4) Vérifier en utilisant l'ohmmètre que la valeur mesurée est conforme à celle trouvée par le code des couleurs. Essaye avec une résistance ayant une bague en argent. Conclure.

 


 

3 : Mesure de la résistance d'une association

On se propose de déterminer une loi pour le calcul des résistances en série puis une autre pour le calcul des résistances en dérivation.

Autrement dit le problème est le suivant : Par quelle résistance équivalente Req faut-il remplacer l’association (R1 ; R2) pour avoir le même résultat ?

Schéma de l'association
de deux résistances en série

Schéma de l'association
de deux résistances en dérivation

Schéma équivalent
aux deux cas précédents
(bien entendu la valeur de Req ne sera pas la même dans les deux cas)

Premier cas : Deux résistances sont en série

Mesurer leur valeur réelle. de chacune des résistances suivantes :  22 W, de 47 W, de100 W et de 220 W.

Choisir parmi ces valeurs deux résistances. Mesurer la résistance équivalente à ces deux-là lorsqu'elles sont en série.

Remplir la deuxième ligne du tableau ci-contre : C'est l'expérience n°1.
Recommencer plusieurs fois et compléter les lignes correspondant aux expériences n°2, n°3...

5) Écrire la relation mathématique qui apparaît...

6) Énoncer la loi observée à partir du tableau des résultats donnant Réq en fonction de R1 et R2. Généraliser à plusieurs résistances.


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  Valeurs mesurées

Choix des résistances

R1 R2 Req
22 W et 47 W      
...      
...      
...      

Deuxième cas : Deux résistances sont en dérivation

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7) Répondre aux mêmes questions.

Valeurs mesurées Valeurs calculées à partir des mesures
R1 R2 Req 1 / R1 1 / R2 1 / Req
           
           
           
Questions
8) Pour des résistances en dérivation, comparer la résistance Req à chacune des résistances R1 et R2 : inférieur, égal ou supérieur ? 9) Quelle est la résistance équivalente
- à deux résistances identiques en dérivation ?
- à trois résistances identiques en dérivation ?
- à n résistances identiques en dérivation ?

Pour les plus rapides

10) On dispose des résistances suivantes : 10 W ; 22 W ; 47 W ; 100 W ; 220 W ; 330 W ; 470 W ; 1000 W.
Trouver une association de deux résistances pour réaliser une valeur égale à (ou proche de) :
110 W ; 68 W ; 15 W ; 30 W ; 800 W ; 270 W.


Conseils :
(a) calculer au préalable 1/22, 1/47... ainsi que les 1/Réq soit 1/110, 1/68...
(b) noter le résultat le meilleur dans le cas deux résistances en série
(c) voir si mieux en dérivation sachant que Réq est forcément inférieur aux deux résistances associées

11) Réaliser l'association de 5 résistances et :
  • mesurer la résistance équivalente

  • trouver la résistance équivalente par des calculs. Attention, on prendra les valeurs des résistances mesurées à l’ohmmètre pour les calculs !


12) Exercices interactifs pour réviser à la maison