Mesurer une grandeur électrique

BD d’introduction : Électroencéphalogramme plat

Quelles grandeurs mesurer ?

Au collège, on peut mesurer 3 grandeurs électriques dans un circuit :

  • la tension électrique, c’est-à-dire la différence d’état électrique entre deux points du circuit. On la note généralement \(U\) et elle s’exprime en volts (symbole V).
  • l’intensité du courant, c’est-à-dire le nombre de charges électriques circulant en un point du circuit en un temps donné. Elle se note généralement \(I\) et s’exprime en ampères (symbole A).
  • la résistance électrique, c’est-à-dire l’aptitude à s’opposer au passage du courant. Elle se note généralement \(R\) et s’exprime en ohms (symbole , lettre grecque oméga).

Le multimètre

La tension, l’intensité et la résistance se mesurent avec le même appareil : le multimètre mais il faut choisir le réglage adapté à la grandeur qu’on souhaite mesurer. Le multimètre devient alors un voltmètre (pour mesurer la tension), un ampèremètre (pour mesurer l’intensité) ou un ohmmètre (pour mesurer la résistance).

Le réglage consiste à :

  • brancher un câble dans la borne COM (la borne commune à tous les réglages) et un autre câble dans la borne correspondant à la grandeur à mesurer (voir plus bas).
  • tourner le curseur sur un calibre correspondant à la grandeur à mesurer (il faut choisir les calibres avec le symbole 1).

Multimètre

Calibre

Comme l’affichage et la mémoire du multimètre sont limités, il n’est pas possible de faire à la fois une mesure précise et mesurer une grande valeur.

Le calibre permet d’ajuster la précision de la mesure.

  • Plus le calibre est petit, plus la mesure est précise, mais
  • La valeur du calibre est la valeur maximale que l’on peut mesurer avec ce calibre.

Dans la pratique, on réalise toujours une première mesure avec le calibre le plus grand, le moins précis. Puis on vérifie si la valeur mesurée est plus petite que le calibre plus précis suivant (voir plus bas).

Remarque : avant de changer de calibre, il est conseillé d’ouvrir le circuit (d’éteindre) pour ne pas endommager l’appareil par erreur.

Mesurer une tension électrique

Pour mesurer la tension aux bornes d’un dipôle, le voltmètre doit être branché en dérivation aux bornes de ce dipôle.

Sur le schéma, le voltmètre est représenté par son symbole normalisé : un V dans un rond.

Branchement du voltmètre

Pour que la mesure soit positive (nécessaire au collège), il faut que le courant entre par la borne V du voltmètre et sorte par sa borne COM. Rappel : dans un circuit électrique, le courant circule de la borne + vers la borne – du générateur.

Le réglage du calibre se fait comme indiqué précédemment : on commence par le calibre le plus élevé (20 V au collège), puis on passe à un calibre plus précis si c’est possible…

Réglage du voltmètre

Attention : le calibre doit toujours être plus grand que la valeur mesurée. Si le calibre choisi est plus petit que la valeur mesurée, le voltmètre affiche 1., ce qui signifie « erreur ».

Erreur de calibre

Mesurer l’intensité du courant

Pour mesurer l’intensité du courant qui circule dans un dipôle, l’ampèremètre doit être branché en série avec ce dipôle.

Sur le schéma, l’ampèremètre est représenté par son symbole normalisé : un A dans un rond.

On représente aussi l’intensité du courant par une flèche placée à l’endroit de la mesure correspondante, sur le fil et orientée de la borne + vers la borne – du générateur.

Branchement de l’ampèremètre

Pour que la mesure soit positive (nécessaire au collège), il faut que le courant entre par la borne 10 A ou mA de l’ampèremètre et sorte par sa borne COM.

Le réglage du calibre se fait comme indiqué précédemment : on commence par le calibre le plus élevé (10 A), puis on passe à un calibre plus précis si c’est possible…

Réglage de l’ampèremètre

Attention : le calibre doit toujours être plus grand que la valeur mesurée. Si le calibre choisi est plus petit que la valeur mesurée, l’ampèremètre est endommagé ! Il n’indique pas de message d’erreur donc il faut bien choisir le calibre avant de faire le réglage et ne pas oublier de remettre le calibre 10 A avant de passer à une autre mesure.

Mesurer une résistance

Pour mesurer la résistance d’un dipôle, on branche l’ohmmètre directement aux bornes du dipôle, hors du circuit. On représente donc rarement un ohmmètre mais son symbole normalisé est un dans un rond.

Branchement de l’ohmmètre

Un des câble est relié à la borne COM de l’ohmmètre et l’autre à la borne . Il n’y a pas de sens de branchement : la mesure est toujours positive.

Le réglage du calibre se fait comme pour le voltmètre et l’ampèremètre : on commence par le calibre le plus élevé (20 MΩ), puis on passe à un calibre plus précis si c’est possible…

Attention : si le calibre choisi est plus petit que la valeur mesurée, l’ohmmètre affiche 1., ce qui signifie « erreur ».

Notes de bas de page

  1. Le symbole signifie courant continu, c’est-à-dire un courant dont la valeur de la tension ou de l’intensité du courant ne change pas avec le temps. Dans le cas où le courant est alternatif, il faut choisir les calibres avec le symbole