1 chapitre 3 la tension électrique dans un montage en série

1

Chapitre 3

La tension électrique dans un montage en

série

2

Nous allons réaliser un circuit en série alimenté par une tension continue

et

mesurer la tension aux bornes de ses composants.

3

Ce circuit électrique comprend :

Une pile plate de 4,5 V

PILE

4,5 V

+-

4

Ce circuit électrique comprend :

• Une pile plate de 4,5 V.

• Deux lampes identiques sur supports.

Caractéristiques des ampoules :

• Tension nominale* : 3,5 V• Intensité du courant électrique nominale* : 200 mA

PILE

4,5 V

+-

Lampe allumée Lampe éteinte

* Les valeurs nominales sont les valeurs qui permettent le fonctionnementdans les meilleures conditions

5

Un interrupteur (marche / arrêt).

PILE

4,5 V

+-

1 0 1 0

Lampe allumée Lampe éteinte

Interrupteur fermé Interrupteur ouvert

6

5 fils de connexion.

PILE

4,5 V

+-

1 0 1 0

Lampe allumée Lampe éteinte

Interrupteur fermé Interrupteur ouvert

7

1 0

PILE

4,5 V

+-

Réalisons le circuit électrique :

Placer un fil entre le (+) de la pile et l’interrupteur ouvert.

Lampe 2 Lampe 1

8

1 0

PILE

4,5 V

+-

Relier l’interrupteur à la première lampe.

9

1 0

PILE

4,5 V

+-

Relier les deux lampes.

10

1 0

PILE

4,5 V

+-

Placer le dernier fil entre la seconde lampe et le (-) de la pile.

11

Nous venons de constituer un circuit électrique comportant :

une pile, un interrupteur, deux lampes branchées en série et des fils de connexion.

1 0

PILE

4,5 V

+-

12

Fermons l’interrupteur, les lampes s’allument.

1 0

PILE

4,5 V

+-

13

Nous souhaitons mesurer :

La tension aux bornes da la première lampe.

1 0

PILE

4,5 V

+-

14

Nous souhaitons également mesurer :

La tension aux bornes da la deuxième lampe.

1 0

PILE

4,5 V

+-

15

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

Prendre un multimètre.

10A2A200

20

1 0

PILE

4,5 V

+-

16

10 A

Repérer le domaine de fonctionnement en VOLTMETRE.

1 0

PILE

4,5 V

+-

Com

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

17

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

Placer le sélecteur sur le plus grand calibrede la position DC ( tension continue).

ATTENTION : le calibre le plus élevé est immédiatement supérieurà la valeur de la tension aux bornes de la pile.

10A2A200

20

1 0

PILE

4,5 V

+-

18

Mettre le voltmètre en marche.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

0.00

19

Ouvrir l’interrupteur, les lampes s’éteignent.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

0.00

20

Relier le fil correspondant au coté (+) de la pile à la borne (V) du voltmètre.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

0.00

21

Relier la borne (COM) de l’ampèremètre à la borne de la lampecorrespondant au coté (-) de la pile .

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

0.00

22

Fermer l’interrupteur :

• Les lampes s’allument• Le voltmètre indique la tension aux bornes de la lampe.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

2.09

La tension aux bornes de la lampe est égale à 2,09 V

23

Nous souhaitons mesurer la tension aux bornes de la première lampe.

Changer de calibre si la tension indiquée est plus faible que lecalibre immédiatement inférieur.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

2.09C’est ici impossible car 2,09V > 2V

24

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

2.09

La tension aux bornes de la première lampe est égale à 2,09 V

25

Nous souhaitons maintenant mesurer la tension aux bornesde la deuxième lampe.

Ouvrir à nouveau l’interrupteur.

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

0.00

1 0

PILE

4,5 V

+-

26

Relier le fil correspondant au coté (+) de la pile à la borne (V) du voltmètre.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

0.00

27

Relier la borne (COM) de l’ampèremètre à la borne de la lampecorrespondant au coté (-) de la pile.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

0.00

28

Fermer l’interrupteur :

• Les lampes s’allument• Le voltmètre indique la tension aux bornes de la lampe.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

2.41

29

Changer de calibre si la tension indiquée est plus faible que lecalibre immédiatement inférieur.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

2.41

C’est ici impossible car 2,41V > 2V

30

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

2.41

La tension aux bornes de la deuxième lampe est égale à 2,41 V

31

1 0

PILE

4,5 V

+-

Nous connaissons maintenant :

• La tension aux bornes de la première lampe, elle est égale à 2,09V

2,09 V

32

1 0

PILE

4,5 V

+-

Nous connaissons également :

La tension aux bornes de la deuxième lampe, elle est égale à 2,41 volts.

2,41 V

33

1 0

PILE

4,5 V

+-

Nous pouvons en déduire la tension aux bornes des deux lampes.

2,09 V2,41 V

4,50 V

Elle vaut 4,50 V

34

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

4.50

Nous pouvons vérifier que la tension aux bornes des deux lampesest égale à 4,50 V

35

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

4.50

Cette tension correspond à la tension délivrée par la pile.

36

Pour retirer le voltmètre :

Ouvrir l ’interrupteur. Eteindre le multimètre.

1 0

PILE

4,5 V

+-

10 ACom

mADC

A

OffOn

10A

2A200

20

V

2

V AC

mA AC

VDC

2M20k

2k2000.2

2

20020 2

0.22

20200

10A2A200

20

37

1 0

PILE

4,5 V

+-

Retirer le multimètre.

1 0

PILE

4,5 V

+-

38

1 0

PILE

4,5 V

+-

Refermer l’interrupteur.

39

Prêts pour les questions ?