Que faire si la tension est trop grande ?
Un diviseur de tension !

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NB : A ce jour, Firefox 3 ne permet pas d'afficher la police Symbol donc lire "ohm" à la place de "W"

Prérequis

La tension, une grandeur de toute première importance !
Lois des tensions
Loi d'ohm

Introduction

Le diviseur de tension est un montage électrique constitué de résistances associées en série. Le plus simple qu'il soit possible de réaliser, est le suivant :

On va essayer de comprendre son fonctionnement à l'aide de Crocodile Physics.

N'oublie pas de sauvegarder toutes les simulations que tu auras réalisées dans ton répertoire personnel !

Plan

1 - Comment varie U_s lorsque les résistances changent ?
2 - Quelle est l'influence de la tension d'entrée ?
3 - Bref, comment obtenir une tension plus petite ?

Pour aller plus loin

4 - Et si on augmenter le nombre de résistances...
5 - Le potentiomètre ? Un diviseur de tension un peu particulier 
6 - Application : Réaliser un pied à coulisse numérique

Rédacteur NT

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1 - Comment varie U_S quand les résistances changent ?

A l'aide de Crocodile Physics, réalise le circuit suivant avec R₁ = 40 W et R₂ = 10 W :

Que peut-on dire de la somme (R₁ + R₂) ? Comment varie U_S lorsque les résistances varient ?

Procède de la même manière avec les couples de valeurs suivants :

Comment varie la tension de sortie U_S aux bornes de R₂ constante quand (R₁ + R₂) augmente ?

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2 - Quelle est influence de la tension d'entrée ?

On va étudier le même montage, mais en conservant cette fois le même couple de résistances et en faisant varier la tension E délivrée par le générateur.

On prendra R₁ = 90 W et R₂ = 10 W.

Note éventuellement tes résultats dans un tableau :

Quelle relation y a-t-il entre U_S et E ?

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3 - Bref, comment obtenir une tension plus petite ?

La tension U_S à la sortie du montage s'écrit donc :

Pour les curieux, la démonstration (assez ardue) est ici ...

Donne sommairement une réponse à cette question : Précise sur quoi on peut jouer ?
Pour illustrer ton propos, prends un exemple : Si E = 30 V, indique comment procéder pour obtenir une tension de sortie de 6 V.

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4 - Et si on augmentait le nombre de résistances ...

Simule le montage suivant, avec U_E = 6 V et R = 100 W :

Mesure U1 et U2 : Quelle relation existe-t-il entre ces deux          tensions ? Quelle relation y a-t-il entre R et U1 ? Entre R et U2 ?

On peut augmenter ainsi le nombre de résistances. Le montage devient alors :

Vérifie les égalités suivantes : U1 =   U2 =   Un =       Comment varie US lorsque n augmente d'une unité ?      Cette valeur s'appelle le pas du montage : c'est la plus petite différence entre deux tensions de sortie différentes.

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5 - Le potentiomètre ? Un diviseur de tension un peu particulier

Regarde un rhéostat : Comment se présente-t-il ?

Cherche les différents branchements possibles : Comment brancher un rhéostat pour qu'il fonctionne en potentiomètre ? Pour cela, mesure avec un ohmmètre :

• la résistance totale ;
• la résistance entre chaque extrémité et le curseur pour différentes positions de ce dernier.

Comment le rhéostat peut-il être utilisé comme un diviseur de tension ? Fais un schéma rapide ou légende une photo.

Exemple de potentiomètre

Nous avons un générateur de tension réglable "0 - 30 V " (alimentation bleue). Son fonctionnement est des plus simple : Il renferme un transformateur qui abaisse la tension de 220 V à 30 V ; un bouton permet alors de faire choisir la tension voulue jusqu'à 30 V. 

A ton avis, comment se fait-il qu'en tournant le bouton on puisse avoir n'importe qu'elle tension ?

Formulaire concernant les divers diviseurs de tension :

Remarque : Comme nous l'avons vu au paragraphe 4, R1 et R2 peuvent représenter plusieurs résistances identiques en série.

Le bouton permettant de sélectionner la tension du générateur réglable "0 - 30 V" est un potentiomètre. De quel type à ton avis ?

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6 - Application : Comment réaliser un pied à coulisse numérique avec LOGGERPRO ou DATADIRECT ?

Imagine un dispositif qui permette de répondre à la question.

Matériel à disposition : un rhéostat que l'on peut brancher en potentiomètre ; un système d'acquisition (LOGGERPRO ou DATADIRECT) que l'on peut configurer judicieusement ; une alimentation 6V / 12V continu ; des fils... etc.

Propose une idée au professeur et attends son accord pour la réaliser.