Voici le corrigé du TP sur les circuits : des résultats types, la courbe tracée à partir des mesures, les réponses aux questions et un compte rendu modèle. Tes mesures peuvent différer légèrement, l’important est l’accord avec la théorie à l’incertitude près.
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Résultats types du corrigé du TP sur les circuits
| U (V) | 1,0 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I (mA) | 4,5 | 9,0 | 13,6 | 18,1 | 22,7 | 27,2 |
| U ÷ I (Ω) | 222 | 222 | 221 | 221 | 220 | 221 |
| Association | U (V) | I (mA) | Réq mesurée (Ω) | Réq calculée (Ω) |
|---|---|---|---|---|
| Série 220 Ω + 470 Ω | 6,0 | 8,7 | 6,9 × 102 | 690 |
| Dérivation 220 Ω // 470 Ω | 6,0 | 40,0 | 1,50 × 102 | 150 |
Réponses aux questions
1. Le tableau et la courbe sont ci-dessus ; les valeurs de U ÷ I sont voisines de 221 Ω.
2. Les points sont alignés sur une droite passant par l’origine : la tension est proportionnelle à l’intensité, le dipôle est un conducteur ohmique.
3. La pente vaut 6,0 ÷ 0,0272 ≈ 221 Ω. L’écart relatif avec 220 Ω est de 0,5 %, bien inférieur à la tolérance usuelle (5 %) : la valeur nominale est vérifiée.
4. Le voltmètre doit mesurer la tension du conducteur seul : l’ampèremètre a lui-même une (faible) tension à ses bornes, qui fausserait la mesure ; de plus, le voltmètre est toujours monté en dérivation.
5. Série : Réq = 220 + 470 = 690 Ω ; mesure : 6,0 ÷ 0,0087 ≈ 690 Ω. Dérivation : Réq = 220 × 470 ÷ 690 = 150 Ω ; mesure : 6,0 ÷ 0,0400 = 150 Ω. L’accord est excellent.
6. En dérivation, chaque branche est soumise à la même tension de 6,0 V et reçoit son propre courant ; les intensités s’ajoutent (27 mA + 12,8 mA ≈ 40 mA), donc la résistance équivalente est plus petite que celle de chaque branche.
7. Incertitude de lecture des appareils (calibre, chiffres affichés) et résistance de contact des fils ; on les réduit en choisissant le calibre le plus adapté, en serrant les connexions et en traçant la droite avec plusieurs points.
Conclusion et compte rendu modèle
Nous avons étudié un conducteur ohmique de valeur nominale 220 Ω. Pour six tensions comprises entre 1,0 V et 6,0 V, nous avons mesuré l’intensité du courant avec un ampèremètre en série, la tension étant relevée par un voltmètre en dérivation. Le tracé de U en fonction de I donne une droite passant par l’origine, ce qui confirme la loi d’Ohm U = R × I. Sa pente fournit R ≈ 221 Ω, compatible avec la valeur nominale. Nous avons ensuite montré que deux conducteurs de 220 Ω et 470 Ω en série équivalent à 690 Ω, et en dérivation à 150 Ω, valeurs retrouvées expérimentalement à moins de 1 % près. Le modèle du conducteur ohmique et les formules d’association sont donc validés dans le domaine étudié.
Erreurs fréquentes en TP
- Brancher l’ampèremètre en dérivation : on crée un court-circuit.
- Oublier de convertir les milliampères en ampères avant de calculer U ÷ I.
- Tracer la droite sans point à l’origine ou la forcer à passer par tous les points.
- Dépasser 6 V et faire chauffer les résistances.
- Confondre valeur nominale et valeur mesurée sans parler de l’incertitude.