Travaux Pratiques de Physique Elec1 : Lois de Kirchhoff et loi d’Ohm Service de Physique Biomédicale Université de Mons

Plan Rappel Théorique Manipulation Résumé Loi de Kirchhoff Loi d’Ohm Association de résistance Manipulation Kirchhoff et association de résistance Ohm et résistance inconnue Résistance interne Précaution d’emploi Résumé

Rappels théoriques : Loi de Kirchhoff La somme des tensions sur une maille est nulle La somme des courants en un nœud est nulle Maille : boucle dans un circuit, Nœud : « croisement » du circuit. Autrement dit, le courant qui rentre dans un nœud en ressort et il n’y a pas de création spontanée de tension.

Loi de Kirchhoff : Illustration Dans le schéma électrique suivant, Mailles : Nœuds Mais en général,

Rappels théoriques : Loi d’Ohm Loi d’Ohm : Relation entre courant, tension et résistance : V = R I, V : Tension appliquée au bornes de la résistance R : Résistance au passage du courant I : Courant circulant dans la résistance Notons que les divers appareils de mesure, les fils conducteurs et les éléments du circuit en général vont présenter une résistance. !

Loi d’Ohm : Illustration Reprenons le circuit précédant : Examinons chaque résistances de plus près :

Rappels théoriques : Association de résistance - Série Soit trois résistances montées en série : Kirchhof : E – V1 – V2 – V3 = 0, Itot = I1 = I2 = I3 Ohm : V1 = R1 I1, V2 = R2 I2, V3 = R3 I3, E = Rtot Itot Rtot Itot = (R1 + R2 + R3) Itot Rtot = R1 + R2 + R3

Rappels théoriques : Association de résistance - Parallèle Soit trois résistances montées en parallèle : Kirchhoff : E = V1 = V2 = V3, Itot = I1 + I2 + I3 Ohm : E = Rtot Itot, V1 = R1 I1, V2 = R2 I2, V3 = R3 I3 Itot = E/Rtot, I1 = V1/R1, I2 = V2/R2, I3 = V3/R3, E/Rtot = V1/R1 + V2/R2+ V3/R3 1/Rtot = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3

Association de résistance : Exercice Calculer la résistance totale : Redessiner clairement pour voir ce qui est en série et ce qui est en parallèle : Donc, 1/Rtot = 1/R3 + 1/(R1+R2)

Manipulation : Matériel Multimètre digital Multimètre à aiguille Diverses résistances Fils conducteurs Support de montage Générateur de courant continu

Manipulation : Multimètres Multimètre digital Multimètre à aiguille Sélection de la fonction avec le sélecteur : Voltmètre/ Ampèremètre/ Ohmmètre – continu/alternatif Sélection de la fonction avec le sélecteur : Voltmètre/ Ampèremètre/ Ohmmètre – continu/alternatif Valeurs sur le sélecteur : Mesure max Valeurs sur le sélecteur : fond d’échelle  Utiliser les graduations appropriées Volt/Ohmmètre : entrée V + COM Ampèremètre : Entrée 200mA + COM Volt/Ohmmètre : entrée V + COM Ampèremètre : Entrée 200mA + COM ! Résistance interne (voir tableau dans les notes de labo)

Manipulation : Support de montage Ces neufs points sont électriquement reliés entre eux

Manipulation : Support de montage : Exemple

Manipulation : Loi de Kirchhoff et association de résistance Effectuer trois mesures de résistance à l’aide du multimètre digital, Mesurer la tension aux bornes du générateur, Etablir les relations sur les tensions, Comparer aux mesures Déconnecter le générateur, mesurer les résistances individuelles Mesurer la résistance totale, comparer

Manipulation : Loi de d’Ohm et mersure d’une résistance inconnue Rx Mesurer le courant I dans l’ampèremètre digital. Mesurer la tension V aux bornes du voltmètre à aiguille. Eta blir la relation entre Rx, RiV, RiA, V, I. Mesurer Rx directement et comparer.

Manipulation : Effet de la résistance interne Mesurer la tension E à la sortie du générateur. Mesurer la résistance avec le Ohmmètre digital. Calculer le courant I qui circulerait dans la résistance avec l’ampèremètre à aiguille. Mesurer le courant en effectuant le montage ci-dessus, comparer au calcul. Calculer le courant dans R en tenant compte de la résistance interne de A. Recommencer avec l’ampèremètre digital.

Précautions d’emploi Allumer le générateur en dernier lieu, une fois les circuits montés. Sélectionner la fonction sur le voltmètre avant de le brancher. Eteindre le générateur lorsqu’il est inutilisé Débrancher et ranger le matériel avant de quitter le laboratoire.

Résumé – Résumé Questions ? Bon travail ! Kirchhoff et association de résistance Loi d’Ohm et résistance inconnue Résistance interne Questions ? Bon travail !