Mesure d'intensité | Physique-Chimie Seconde
Introduction
Découvrez comment mesurer l'intensité du courant électrique
Définition de l'intensité
Grandeur physique
L'intensité du courant électrique est la quantité de charge électrique qui traverse une section de conducteur par unité de temps.
Où :
- I est l'intensité en ampères (A)
- Q est la charge en coulombs (C)
- t est le temps en secondes (s)
L'ampèremètre
Instrument de mesure
Un ampèremètre est un instrument qui mesure l'intensité du courant électrique dans un circuit.
- Symbole électrique : A
- Unité de mesure : ampère (A)
- Se branche en série dans le circuit
- Doit être traversé par le courant à mesurer
- Résistance interne très faible (idéalement nulle)
- Ne perturbe pas le circuit électrique
- Peut être analogique ou numérique
- Disponible en plusieurs calibres
Branchement de l'ampèremètre
Montage en série
- 1. Couper le circuit électrique
- 2. Ouvrir le circuit à l'endroit où l'on veut mesurer
- 3. Connecter l'ampèremètre en série (bornes COM et A)
- 4. Fermer le circuit et observer la mesure
- 5. Réinitialiser le circuit après la mesure
Calibres et précision
Choix du calibre
- Commencer par le calibre le plus élevé
- Observer la lecture et ajuster si nécessaire
- Choisir le calibre qui donne la meilleure précision
- Ne jamais dépasser la limite du calibre choisi
- 20 A (pour mesures élevées)
- 2 A (pour mesures moyennes)
- 200 mA (pour mesures faibles)
- 20 mA (pour mesures très faibles)
Multimètre
Appareil multifonction
Un multimètre est un appareil multifonction qui permet de mesurer :
- Intensité (en mode ampèremètre)
- Tension (en mode voltmètre)
- Résistance (en mode ohmmètre)
- Continuité (test de circuit)
- Positionner le sélecteur sur la fonction "A" (ampère)
- Choisir le calibre approprié
- Connecter les câbles : noir (COM) et rouge (A)
- Brancher en série dans le circuit
Lecture de la mesure
Interprétation des résultats
- Analogique : lecture sur une échelle graduée
- Numérique : affichage direct de la valeur
- Numérique : plus précise et plus facile à lire
- Intensité positive : courant dans le sens attendu
- Intensité négative : courant dans le sens opposé
- Valeur 0 : circuit ouvert ou absence de tension
- Valeur infinie : erreur de branchement ou circuit ouvert
Exercice 1 : Branchement correct
Application pratique
Un circuit électrique comporte un générateur, une résistance et une lampe. On veut mesurer l'intensité du courant qui traverse la lampe. Comment faut-il brancher l'ampèremètre ? Dessiner le schéma du montage.
2 Il doit être traversé par le courant qui traverse la lampe
3 On ouvre le circuit entre la lampe et le générateur ou la résistance
4 On connecte l'ampèremètre entre les deux bornes ouvertes
5 Réponse : L'ampèremètre doit être branché en série avec la lampe
Exercice 2 : Choix du calibre
Application numérique
On mesure l'intensité dans un circuit contenant une pile de 9 V et une résistance de 100 Ω. Quel calibre faut-il choisir pour l'ampèremètre ? Justifier votre réponse.
2 On choisit un calibre supérieur à 90 mA
3 Les calibres disponibles sont : 200 mA, 2 A, 20 A
4 On choisit le calibre 200 mA pour la meilleure précision
5 Réponse : Calibre 200 mA
Erreurs de mesure
Précautions à prendre
- Branchement en dérivation : détruit l'ampèremètre
- Calibre trop faible : dépassement de l'appareil
- Polarité inversée : lecture négative (numérique) ou inversion de l'aiguille (analogique)
- Appareil non calibré : erreurs systématiques
- Toujours vérifier le branchement avant d'allumer
- Commencer par le calibre le plus élevé
- Ne jamais brancher en dérivation
- Vérifier la polarité des bornes
Applications pratiques
Utilisations quotidiennes
- Diagnostic électrique : vérifier le fonctionnement d'un appareil
- Protection des circuits : détecter les surcharges
- Maintenance : vérifier l'intensité nominale
- Contrôle de qualité : vérification des composants
- Sécurité : surveillance des installations
- Recherche : mesures précises pour l'expérimentation
Exercice 3 : Analyse de circuit
Problème complet
Un circuit comporte une pile de 12 V, une résistance R₁ = 100 Ω, une résistance R₂ = 200 Ω branchées en série, et un ampèremètre mesurant l'intensité totale.
1. Calculer l'intensité du courant dans le circuit.
2. Quel calibre doit-on utiliser pour mesurer cette intensité ?
3. Qu'afficherait l'ampèremètre ?
Solution de l'exercice 3
Correction détaillée
En série, les résistances s'additionnent : R_total = R₁ + R₂ = 100 + 200 = 300 Ω
Loi d'Ohm : I = U/R_total = 12/300 = 0,04 A = 40 mA
L'intensité du courant est de 40 milliampères.
On a besoin de mesurer 40 mA. Les calibres disponibles sont : 200 mA, 2 A, 20 A.
On choisit le calibre 200 mA car il est supérieur à 40 mA et permet la meilleure précision.
En mode numérique, l'ampèremètre afficherait : 0,040 A ou 40,0 mA
En mode analogique, l'aiguille pointerait la valeur correspondante sur l'échelle.
Résumé
Points clés
- Intensité = quantité de charge par unité de temps
- Symbole : I
- Unité : ampère (A)
- Formule : I = Q/t
- Ampèremètre ou multimètre en mode A
- Se branche en série
- Résistance interne très faible
- Choix du calibre important
- Jamais en dérivation
- Commencer par le calibre le plus élevé
- Vérifier la polarité
- Respecter les limites de l'appareil
Conclusion
Félicitations !
Continuez à pratiquer pour renforcer vos compétences