Mesures Expérimentales | Sciences de l'Ingénieur 1ère

Les grandeurs électriques fondamentales mesurées sont :

• Tension électrique (U) : mesurée en volts (V)
• Intensité du courant (I) : mesurée en ampères (A)
• Résistance électrique (R) : mesurée en ohms (Ω)
• Puissance (P) : mesurée en watts (W)
• Énergie (E) : mesurée en joules (J)

Le multimètre est un appareil de mesure polyvalent qui permet de mesurer :

• La tension électrique (en mode voltmètre)
• L'intensité du courant (en mode ampèremètre)
• La résistance électrique (en mode ohmmètre)
• Parfois la fréquence, la température, etc.

• Sélectionner la grandeur à mesurer (tension, courant, résistance)
• Choisir le bon calibre pour éviter la saturation
• Brancher correctement l'appareil dans le circuit
• Respecter la polarité pour les mesures continues

L'oscilloscope permet de visualiser et analyser les signaux électriques en fonction du temps :

• Visualisation de la forme du signal
• Mesure de l'amplitude du signal
• Mesure de la période et de la fréquence
• Analyse des distorsions et des parasites

• Calibre vertical : ajuste la sensibilité en volts/division
• Calibre horizontal : ajuste la base de temps en secondes/division
• Mode de synchronisation : stabilise l'affichage du signal
• Couplage AC/DC : bloque ou laisse passer la composante continue

Le voltmètre se branche en dérivation (parallèle) aux bornes du dipôle dont on veut mesurer la tension :

• Impédance élevée pour ne pas perturber le circuit
• Permet de mesurer la différence de potentiel
• Connecté entre les points A et B du circuit

L'ampèremètre se branche en série dans le circuit :

• Impédance très faible pour ne pas modifier le courant
• Permet de mesurer l'intensité du courant
• Le courant traverse l'appareil de mesure

L'ohmmètre se branche directement aux bornes de la résistance :

• Le circuit doit être hors tension
• Le composant doit être isolé du circuit
• Le courant interne de l'appareil traverse la résistance

Les erreurs de mesure peuvent être classées en :

• Erreurs systématiques : constantes, répétables (erreur de calibration)
• Erreurs aléatoires : fluctuent autour de la valeur vraie (bruit, fluctuations)
• Erreurs grossières : erreurs humaines ou de manipulation

Le résultat d'une mesure s'exprime sous la forme :

Où X_moy est la valeur moyenne mesurée et ΔX est l'incertitude absolue.

L'incertitude relative s'exprime en pourcentage : (ΔX / X_moy) × 100%

On utilise un voltmètre ou un multimètre en mode voltmètre.

Le voltmètre se branche en dérivation (parallèle) aux bornes de la résistance.

On connecte les bornes du voltmètre aux points A et B situés de part et d'autre de la résistance.

Utilisation de la loi d'Ohm : U = R × I

U = 100 × 0,5 = 50 V

La tension attendue est de 50 volts.

Valeur mesurée : U_m = 50,2 V

Valeur attendue : U_t = 50 V

Erreur absolue : ΔU = |50,2 - 50| = 0,2 V

Erreur relative : (ΔU / U_t) × 100% = (0,2 / 50) × 100% = 0,4 %

Les précautions à prendre sont :

• Choisir le bon calibre pour éviter la saturation
• Vérifier la polarité pour les mesures continues
• S'assurer que le circuit est stable avant la mesure
• Respecter les consignes de sécurité électrique
• Utiliser des câbles de mesure en bon état

• Permet de mesurer tension, courant et résistance
• Mode voltmètre : branchement en parallèle
• Mode ampèremètre : branchement en série
• Mode ohmmètre : mesure hors tension

• Visualise les signaux électriques en fonction du temps
• Permet d'analyser la forme, l'amplitude et la fréquence
• Nécessite des réglages précis pour une bonne visualisation

• Volmètre en parallèle (impédance élevée)
• Ampèremètre en série (impédance faible)
• Ohmmètre hors tension (courant interne)