Deux lampes branchées sur la même pile brillent-elles autant qu’une seule ? Pour comprendre, il faut mesurer la tension électrique à différents endroits du circuit. Dans ce TP, tu manipules le voltmètre et tu vérifies les lois d’additivité et d’unicité.
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Objectif du TP sur la tension électrique
Mesurer des tensions avec un voltmètre branché en dérivation, dans un circuit en série puis en dérivation, et vérifier les lois du cours.
Matériel
- Une pile plate de 4,5 V (ou un générateur réglé sur 4,5 V)
- Deux lampes identiques 4 V avec douilles
- Un interrupteur
- Un multimètre utilisé en voltmètre (calibre 20 V continu)
- Des fils de connexion avec fiches
Sécurité
Sécurité
N’utilise jamais le secteur. Avant de modifier le circuit, ouvre l’interrupteur. Ne laisse pas le circuit fermé inutilement : la pile s’use et les lampes chauffent.
Protocole
- Place le voltmètre en position continu, calibre 20 V. Mesure la tension Upile aux bornes de la pile seule, hors circuit.
- Réalise le circuit en série du schéma, interrupteur ouvert. Branche le voltmètre aux bornes de l’interrupteur ouvert : relève la valeur.
- Ferme l’interrupteur et relève de nouveau la tension à ses bornes.
- Relève Upile (en fonctionnement), U1 aux bornes de L1, puis U2 aux bornes de L2.
- Ouvre l’interrupteur. Remplace le montage par un circuit où L1 et L2 sont montées en dérivation sur la pile.
- Ferme l’interrupteur et relève Upile, U1 et U2.
- Ouvre le circuit et débranche tout.
Mesures à relever
| Montage | Tension mesurée | Valeur (V) |
|---|---|---|
| Pile seule | Upile hors circuit | … V |
| Série | Interrupteur ouvert | … V |
| Série | Interrupteur fermé | … V |
| Série | Upile | … V |
| Série | U1 (L1) | … V |
| Série | U2 (L2) | … V |
| Dérivation | Upile, U1, U2 | … V ; … V ; … V |
Questions
- Compare la tension aux bornes de l’interrupteur ouvert et fermé. Que remarques-tu ?
- Dans le circuit en série, calcule U1 + U2 et compare à Upile. Quelle loi est vérifiée ?
- Dans le circuit en dérivation, compare Upile, U1 et U2. Quelle loi observes-tu ?
- Pourquoi les lampes brillent-elles moins en série qu’en dérivation ?
- Pourquoi le voltmètre se branche-t-il en dérivation et non en série ?
- Pourquoi a-t-on d’abord choisi le calibre 20 V ?
- Cite une cause d’écart entre la somme U1 + U2 et Upile.
Pour aller plus loin
- Ajoute une troisième lampe en série : prévois puis mesure la nouvelle tension aux bornes de chaque lampe.
- Mesure la tension aux bornes d’un fil de connexion pendant que le circuit fonctionne.
