Multimètre : Appareil de mesure multifonction permettant de mesurer tension, courant et résistance
- Sélectionner la fonction voltmètre
- Choisir le calibre approprié
- Brancher en dérivation (parallèle) avec le dipôle
- Lire la valeur affichée
- Calculer l'incertitude de mesure
Le voltmètre se branche en dérivation (parallèle) avec le dipôle à mesurer
Le multimètre affiche une valeur de 12.5V
La résolution dépend du calibre sélectionné
Supposons que le multimètre ait une précision de ±0.5%
L'incertitude absolue est : ΔU = 12.5V × 0.005 = 0.0625V
On arrondit à ΔU = 0.06V
Résultat final : U = 12.50 ± 0.06V
La tension mesurée est de 12.50 ± 0.06 volts
• Branchement : Voltmètre en parallèle
• Incertitude : ΔU = Umesurée × Précision
• Calibre : Choisir le plus petit supérieur à la valeur attendue
Oscilloscope : Appareil permettant de visualiser l'évolution d'une tension en fonction du temps
La sonde se connecte au point de mesure, la masse à la référence commune
• Calibre vertical (V/div) : pour adapter l'amplitude sur l'écran
• Calibre horizontal (s/div) : pour adapter la période sur l'écran
• Mode AC/DC : pour choisir le couplage
Pour un signal sinusoïdal :
- L'amplitude est la hauteur du signal par rapport à la base
- La période est la durée d'un motif complet
- Fréquence = 1/Période
Exemple : Si le signal occupe 4 divisions verticalement avec calibre 2V/div → Umax = 8V
Si une période occupe 5 divisions horizontalement avec calibre 1ms/div → T = 5ms
L'amplitude est de 8V et la période est de 5ms
• Calibre : Adapter pour une lecture optimale
• Division : Mesurer en nombre de divisions
• Calcul : Valeur = nombre de divisions × calibre
Validation expérimentale : Comparaison entre valeur calculée et valeur mesurée
Soit un montage avec R₁ = 10Ω et R₂ = 20Ω en série
Rthéorique = R₁ + R₂ = 10 + 20 = 30Ω
On mesure Rexpérimentale = 29.8Ω
Écart absolu = |Rmesurée - Rcalculée| = |29.8 - 30| = 0.2Ω
Écart relatif = (Écart absolu / Rcalculée) × 100%
Écart relatif = (0.2 / 30) × 100% = 0.67%
L'écart entre la valeur calculée (30Ω) et mesurée (29.8Ω) est de 0.67%
• Ohmmètre : Se branche hors tension
• Écart relatif : (|mesurée - calculée| / calculée) × 100%
• Validité : Écart acceptable < 5%
Tension à vide : Tension mesurée aux bornes d'une pile sans charge
On mesure Uneuve = 1.50V
On mesure Uusagée = 1.25V
La tension est inférieure à celle d'une pile neuve
Écart = 1.50V - 1.25V = 0.25V
Pourcentage = (0.25/1.50) × 100% = 16.7%
La pile a perdu environ 17% de sa tension nominale
La pile usagée fournit 1.25V contre 1.50V pour la neuve, soit une baisse de 17%
• Branchement : Voltmètre en parallèle avec la pile
• État de la pile : Plus la tension est basse, plus la pile est usée
• Seuil : Une pile est considérée usagée en dessous de 80% de sa tension nominale
Ampèremètre : Appareil de mesure du courant, branché en série dans le circuit
Dans un montage en série, le courant est le même partout
Si R = 10Ω et U = 12V, alors I = U/R = 12/10 = 1.2A
Dans un montage en parallèle, le courant se divise
Si R₁ = R₂ = 10Ω et U = 12V, alors I₁ = I₂ = 12/10 = 1.2A
Le courant total est I = I₁ + I₂ = 2.4A
• En série : I est constant, U se divise
• En parallèle : U est constant, I se divise
Ces mesures confirment les lois des circuits électriques
En série, le courant est de 1.2A ; en parallèle, le courant total est de 2.4A
• Ampèremètre : Toujours branché en série
• Série : Courant constant, tensions additives
• Parallèle : Tension constante, courants additifs
- Multimètre : Sélectionner la fonction (V, A, Ω), brancher correctement
- Oscilloscope : Réglages calibres, synchronisation, mesure sur écran
- Ohmmètre : Mesure hors tension, correction des résistances parasites
- Incertitude : ±n% de la valeur mesurée ou ±nombre de digits
- Calibration : Vérifier périodiquement les appareils de mesure
- Sécurité : Respecter les limites de tension/courant des appareils
- L'ampèremètre a une très faible résistance interne et se branche en série
- Le voltmètre a une très grande résistance interne et se branche en parallèle
- L'ohmmètre ne doit jamais être utilisé sur un circuit sous tension
- Les incertitudes de mesure doivent toujours être évaluées et exprimées
- Les mesures doivent être répétées pour valider la reproductibilité
