Compteurs idéaux : les ampèremètres et les voltmètres ne perturbent pas le circuit
1 · Prédire
Un ampèremètre (en série) et un voltmètre (en parallèle) sont ajoutés à un simple circuit de résistance pour le mesurer. Les compteurs eux-mêmes modifient-ils le comportement du circuit ?
- Oui, l'ajout de compteurs modifie toujours le courant et la tension que vous essayez de mesurer.
- Cela dépend de la valeur de la résistance que vous testez.
- Non, un ampèremètre idéal a une résistance nulle et un voltmètre idéal a une résistance infinie, donc ni l'un ni l'autre ne perturbe le circuit.
2 · Configurer
- Ouvrez le préréglage de résistance mesurée et appuyez sur Réinitialiser. L'ampèremètre est en série avec R1 ; le voltmètre est placé en parallèle aux bornes de R1.
- Activez les lectures de l'ampèremètre et du voltmètre.
- Réglez la valeur de R1 pour chaque essai et enregistrez la lecture de l'ampèremètre.
3 · Collecter les Données
| Résistance R1 (Ω) | Lecture du voltmètre V (V) | Lecture de l'ampèremètre I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Tracez la lecture de l'ampèremètre I (axe des y) en fonction de 1/R1 (axe des x) pour vos trois essais.
4 · Analyser
- Pour un essai, calculez I = E/R1 en utilisant E = 9 V. Comparez avec le tableau. Notez que la lecture du voltmètre reste 9 V à chaque essai – expliquez pourquoi.
- Un ampèremètre idéal a 0 Ω, donc il ne chute aucune tension - la CEM de la batterie pleine apparaît aux bornes de R1 quelle que soit la valeur de R1. Expliquez pourquoi cela signifie que la lecture du voltmètre ne change jamais même si R1 (et le courant) change.
5 · Approfondir
- Un vrai ampèremètre a une résistance petite mais non nulle, et un vrai voltmètre a une résistance grande mais finie. Pour un très petit R1, la résistance d'un ampèremètre réel (non idéal) commencerait-elle à avoir plus ou moins d'importance par rapport à R1 ?
- Cette expérience place l'ampèremètre en série et le voltmètre en parallèle – le seul placement qui ne perturbe pas le circuit. Consultez l'expérience d'échange de compteurs pour savoir ce qui ne va pas s'ils sont placés dans l'autre sens.
La physique derrière cette expérience
Comportement idéal du compteur
Un ampèremètre idéal (0 Ω) placé en série n'ajoute aucune résistance à la boucle, et un voltmètre idéal (∞ Ω) placé en parallèle ne consomme aucun courant — ensemble, ils vous permettent de lire le courant et la tension réels d'un circuit sans le perturber.