Exercices. Mesures électriques

  1. Mesures au multimètre. Précision

    1. Quelle valeur de la tension mesurée doit-on lire dans chacun de ces cas :
      Calibre 5V, affichage 1.03
      Calibre 50mV, affichage 27.5

    2. En TP des groupes d'élèves ont reçu la consigne 'Faire 6 mesures pour des valeurs de U variant de 0 à 2,5V, par intervalles de 0,5V'. Voici les mesures de U effectuées par deux groupes:
      Groupe 1 Groupe 2
      Calibre du multimètre Affichage du multimètre Valeur de U dans l'intervalle Calibre du multimètre Affichage du multimètre Valeur de U dans l'intervalle
      20V 00.0   2mV 1.67  
      20V 00.5   2V 0.50  
      20V 01.0   2V 0.99  
      20V 01.5   2V 1.51  
      20V 02.0   20V 02.0  
      20V 02.5   20V 02.5  

      1. En supposant que l'appareil suit la règle de l'arrondi et qu'il est fidèle, donner un encadrement de la valeur réelle de U lors de chaque mesure, pour le groupe 1 et pour le groupe 2.
      2. Quel est le groupe qui a le mieux respecté la consigne ?
      3. Pourquoi le groupe 2 a-t-il dû changer de calibre après la première et la quatrième mesure ?

    3. Calibre Format d'affichage Résolution
      2V x.yyy  
      20V xx.yy  
      200V xxx.y  
      On donne les formats d'affichage d'un multimètre (x et y désignent des chiffres quelconques) pour différents calibres.
      1. Compléter le tableau en déterminant la résolution pour chacun de ces calibres.
      2. On obtient la mesure 1.567V sur le calibre 2V. Quel serait l'affichage du voltmètre sur le calibre 200V en admettant qu'il applique la règle de l'arrondi?

    corrigé
     
  2. Mesures à l'oscilloscope

    1. Mesures de temps
      1. Déterminer les période de la tension en créneaux et de la tension sinusoïdale dont on voit ci-contre les oscillogrammes.
      2. Calculer leurs fréquences.
    2. Mesures de tension
      Pour les deux voies le 'zéro' est au milieu de l'écran.
      1. Quelle est la valeur maximale de la tension sinusoïdale, visualisée sur la voie 1 ? Sa valeur minimale ?
      2. Même question pour la tension en créneaux, visualisée sur la voie 2.
    3. Choix des réglages
      1. Quel serait l'oscillogramme obtenu pour la tension en créneaux en utilisant une sensibilité de 2V.div-1 sur la voie 2 ? Quelle sensibilité (1V/div ou 2V/div) permet les mesures de tension les plus précises?
      2. Combien de période de la tension créneaux verrait-on à l'écran en utilisant une durée de balayage (time.div-1) de 1ms.div-1 ? De 0,2 ms.div-1?


      corrigé

Corrigés de certains exercices.
A.3.
  1. La résolution est la variation de valeur correspondant à une variation de 1 du dernier digit à droite: Pour le calibre 2V elle est donc de 0,001V=1mV, de 0,01V=10mV pour 20V et de 0,1V pour 200V
  2. Sur le calibre 200V le voltmètre ne donne qu'une décimale: 1,567 V s'arrondit à 1,6V.

B
    1. Tension créneau : 1 période couvre 4 divisions horizontale.Une division horizontale correspond à 0,5ms (durée de balayage indiquée sous l'oscillogramme) donc la période T vaut 4x0,5=2ms.
      Tensions sinusoïdale : une période couvre 6,2 divisions donc 6,2 x 0,5ms=3,1ms. f=1/T Pour obtenir f en Hz penser à convertir T en secondes.
    2. Tension sinusoïdale : T=3,1.10-3s . Le calcul donne 1/T=322,5805 Comme on a donné la période avec deux chiffres significatifs on ne garde aussi que deux chiffres significatifs pour la fréquence : f=3,2.102 Hz en notation scientifique.
      Tension créneau: f=5,0.102 Hz

    1. Pour la tension sinusoïdale la déviation verticale maximale est 2,3div avec la sensibilité 2V/div. La valeur maximale de la tension est donc 2 x 2,3=4,6V.
      La courbe étant symétrique par-rapport au milieu de l'écran qui correspond à la valeur 0 la valmeur minimale est l'opposée de la valeur maximale : -4,6V
    2. Pour la tension créneau la déviation maximale est 3,2 div avec la sensibilité 1V/div donc la tension maximale est 3,2V et la tension minimale -3,2V

    1. deviation=valeur/sensibilité=3,2/2=1,6div Le créneau serait deux fois moins haut. Les mesures de tension sont plus précises avec la sensibilité 1V/div
    2. Une période de la tension créneaux vaut 2ms.
      Avec la durée de balayage 1ms/div le spot met 10ms pour traverser l'écran, large de 10div. Il a donc le temps de dessiner 5 périodes de la tension créneaux.
      Avec la durée de balayage de 0,2 ms.div-1 le spot met 2ms pour traverser l'écran. Il dessine une seule période de la tension créneaux.

 
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