La loi d`Ohm: le courant, la tension et la résistance électrique

Activité 22
PS-2826
La loi d’Ohm: le courant, la tension et la résistance
électrique
Électricité: La loi d’Ohm, le courant, la tension et la résistance électrique
Qté
1
1
1
4
2
Fichier de montage GLX:
ohms law.glx
Équipement et matériaux
PASPORT Xplorer GLX
Capteur tension-courant PASPORT
Trousse CASTLE
Pile D
Adaptateur de pince alligator
Code d’article
PS-2002
PS-2115
EM-8624A
PI-6602
SE-9756
But
Le but de cette activité est de mesurer la différence de potentiel aux bornes d’un conducteur et
du courant qui le traverse lorsque la tension est changée.
Théorie
Au début des années1800, Georg Simon Ohm a découvert une filiation
fondamentale du courant qui traverse un circuit, la différence de potentiel
aux bornes du circuit et la résistance du circuit.
Problème
Comment sera affecté le courant qui traverse un circuit incluant une source
de tension et une résistance lorsque des piles D sont ajoutées?
Georg Simon Ohm
Aperçu
Utiliser un capteur tension-courant PASPORT pour mesurer la tension aux bornes d’une
résistance et du courant qui le traverse lorsque la tension est intensifiée. Utiliser le Xplorer GLX
pour enregistrer et afficher la tension et le courant. Préparer
un graphique de la tension versus le courant.
Mesures de sécurité

Suivre les directives pour l’utilisation de l’équipement.

Les résistances peuvent devenir très chaudes. Ne pas
toucher les résistances lorsque le circuit est fermé.
Démarches
Montage du GLX
Fig. 1: Écran GLX
1.
Mettre en marche le Xplorer GLX ( ) et accéder au
fichier de montage ohms law. (Consulter l’annexe jointe à cette activité.)

Le GLX affiche la tension (V) versus le temps (s). Le fichier de montage inclut un tableau
du courant ‘current (a)’ et de la tension ‘voltage (v)’ ainsi qu’un graphique affichant les
mêmes valeurs.
Physique avec l’Xplorer GLX
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p. 157
Activité 22
Ohm’s Law: Current, Voltage, Resistance
PS-2826
2.
Brancher le capteur tension-courant dans un port de capteur sur la partie supérieure du
GLX.
3.
Appuyer sur
ensuite sur
4.
L’écran «Digits» démontre le courant «Current (A)» et la tension «Voltage (A)».
pour accéder à la page d’accueil «Home». Appuyer sur « Digits» et
pour valider votre choix.
Montage de l’équipement
1.
Insérer une pile D dans le support de piles
(trousse CASTLE).
2.
Monter un circuit avec une résistance de 10
ohm (10 Ω), le capteur tension-courant
PASSPORT et la source de tension tel que
démontré. Noter la valeur de la résistance dans
le tableau de valeurs.

Brancher une pince alligator au ressort du
support de piles tel que démontré.
5.
Une pince doit être débranchée jusqu’au
moment de la collecte des données.
6.
Installer les adaptateurs de pince alligator aux
extrémités des capteurs de tension et brancher
les capteurs de tension aux extrémités de la
résistance.
Enregistrement de données

NOTE: La procédure est plus facile si une
personne manipule l’équipement et une
deuxième personne contrôle le Explorer GLX.
Une pile D
1.
Brancher la pince à la source de tension pour
) sur le
compléter le circuit. Appuyer sur (
GLX pour démarrer l’enregistrement des
données.
Fig. 3: Montage
2.
Enregistrer les valeurs du courant et de la
tension dans le tableau de données dans la section : Rapport de laboratoire.
3.
Appuyer sur
pour terminer l’enregistrement des données. Débrancher la pince de la
source de tension afin d’ouvrir le circuit.
Deux piles D
Physique avec l’Xplorer GLX
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p. 158
Activité 22
Ohm’s Law: Current, Voltage, Resistance
1.
Insérer une deuxième pile D dans le support à piles.
2.
Brancher la pince à la source de tension pour
compléter le circuit. Démarrer l’enregistrement des
données.
3.
Enregistrer les valeurs du courant et de la tension
dans le tableau de données.
4.
Terminer l’enregistrement des données et débrancher
la pince de la source de tension.
PS-2826
Trois et quatre piles D
1.
Répéter le processus en utilisant trois piles D et
ensuite quatre piles D.
2.
Débrancher la pince de la source de tension pour
ouvrir le circuit.
Analyse
Créer un graphique de la tension (axe vertical) versus le
courant (axe horizontal) et déterminer la pente de la droite
la mieux ajustée.
1.
Pour créer le graphique de tension versus le courant,
commencer avec un tableau afin de noter les
données. Appuyer sur
pour accéder à la page
d’accueil. Appuyer sur F2 sous l’icone pour afficher
le tableau.

Ce tableau a deux colonnes intitulées «current (a)» et
«voltage (v)».
2.
Utiliser les flèches du GLX pour choisir la première
cellule sous «current (a)». Appuyer sur F2 (Edit Cell)
pour activer la cellule. Utiliser les clés
alphanumériques pour entrer la première valeur du
courant du tableau de valeurs et ensuite appuyer sur
pour l’activer.
Fig. 4: Deux piles D
Fig. 5: Tableau GLX

La prochaine cellule dans la colonne est automatiquement sélectionnée.
3.
Entrer la deuxième valeur du courant et appuyer sur
pour l’activer. Entrer toutes les
à chaque fois pour
autres valeurs du courant en utilisant cette méthode et appuyer sur
activer une entrée et pour sélectionner la prochaine cellule.
4.
Appuyer sur ( ) et utiliser les flèches pour sélectionner la première cellule sous «voltage
(v)». Appuyer sur F2 pour activer la cellule. Utiliser les clés alphanumériques pour entrer
pour
la première valeur de la tension du tableau de valeurs et ensuite appuyer sur
l’activer.
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Activité 22
Ohm’s Law: Current, Voltage, Resistance
PS-2826
5.
Entrer toutes les autres valeurs de la tension en utilisant cette méthode et appuyer sur
à chaque fois pour activer une entrée et pour sélectionner la prochaine cellule.
6.
Pour terminer, appuyer sur
7.
Appuyer sur F1 pour accéder au graphique tension (axe
vertical) versus courant (axe horizontal.)
8.
Appuyer sur F3 pour ouvrir le menu outils (Tools) et
sélectionner «Linear Fit». Enregistrer la valeur de la pente
dans le tableau de données.
9.
Dessiner le graphique dans la section Rapport de
laboratoire.
afin de retourner au menu principal.
Exercices supplémentaires
Répéter l’expérience à l’aide d’une résistance différente.
Fig. 6: Select ‘Graph’
Répéter l’expérience à l’aide d’une ampoule au lieu d’une résistance. À noter : ne pas utiliser
quatre piles D si une ampoule de la trousse CASTLE est choisie pour l’expérience.
Enregistrer vos résultats et répondre aux questions dans la section : Rapport de
laboratoire.
Annexe: Ouvrir un fichier GLX
Pour ouvrir un fichier GLX, aller à l’accueil ( ). Sélectionner «Data Files» et appuyer sur
pour activer votre choix. Sur l’écran «Data Files», utiliser les flèches du GLX pour choisir le
fichier désiré. Appuyer sur F1 pour ouvrir le fichier. Retourner à l’accueil et appuyer sur F1
pour afficher le graphique.
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Activité 22
Ohm’s Law: Current, Voltage, Resistance
PS-2826
Rapport de laboratoire – Activité 22: La loi d’Ohm: le courant, la
tension et la résistance électrique
Nom ________________________________ Date ___________
Problème
Comment sera affecté le courant qui traverse un circuit incluant une source de tension et une
résistance lorsque des piles D sont ajoutées?
Données
Dessiner un graphique de la tension versus le courant. Inclure les unités et identifier les axes.
Données
Item
Valeur
Résistance
Pente de la droite la
mieux ajustée
Différence (%)
Tableau de données
Item
Courant (A)
Tension (V)
Une pile D
Deux piles D
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Activité 22
Ohm’s Law: Current, Voltage, Resistance
PS-2826
Trois piles D
Quatre piles D
Calculs
Calculer le pourcentage de la différence entre la valeur de la résistance et la pente de la droite la
mieux ajustée du graphique tension versus courant.
Questions
1.
La résistance est le rapport entre la résistance et le courant. Comparer la résistance de votre
circuit à la pente de la droite la mieux ajustée de votre graphique.
2.
Quelle est la signification de la pente de la droite la mieux ajustée de votre graphique?
3.
Développer une équation qui relie le courant (I), la tension (V) et la résistance (R) à partir
de vos résultats.
Problèmes
1.
Si la source de tension est de 4 volts (4 V) et que la résistance est de 10 ohms (10 Ω),
quelle sera la mesure du capteur tension-courant?
2.
Une résistance de 330 ohms (330 Ω) est branchée à une source de tension inconnue. Le
capteur tension-courant mesure un courant de 0,50 ampères (0,50 A). Quelle est la force de
la source de tension?
Physique avec l’Xplorer GLX
© 2006 PASCO
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