Montages amont et aval
Commentaires :
Quand on étudie un dipôle avec un ampèremètre et un voltmètre, il existe deux
méthodes de branchements possibles : le montage AMONT ou montage LONGUE DERIVATION
dans lequel on mesure la tension aux bornes
du dipole étudié et de l'ampèremètre et le montage AVAL ou montage COURTE DERIVATION
dans lequel on
mesure la tension aux bornes du dipole étudié.
Chaque montage présente des
inconvénients dont l'importance est fonction de la valeur du dipôle et
des caractéristiques des appareils de mesure.
On fera l'analyse du problème
en courant continu. Le dipôle est une résistance de valeur Rx. La résistance
de l'ampèremètre est Ra et celle du voltmètre est Rv.
Montage AMONT :
On
mesure la vraie valeur de l'intensité qui circule dans la résistance :
DI = 0. Par contre le voltmètre mesure la différence
de potentiel aux bornes de l'ensemble résistance + ampèremètre. On mesure
V = (Rx + Ra).I
L'incertitude de mesure liée au montage utilisé est donc
DRx/Rx = RaI/V = Ra/Rx.
Montage AVAL :
On
mesure la valeur vraie de V : DV = 0. Mais l'ampèremètre
mesure la somme des courants qui circulent dans la résistance (I) et dans le
voltmètre (i).
i = DI = V/Rv. Donc DRx/Rx
= V/I.Rv = Rx/Rv.
Conclusions pratiques :
Pour
les faibles résistances, Rx/Rv est plus petit que Ra/Rx : il faut
utiliser le montage AVAL
Pour
les grosses résistances, c'est l'inverse qui se produit et il faut
utiliser le montage AMONT.
Remarques
:
Pour les voltmètres analogiques à aiguille, le courant consommé
est typiquement égal à 100 µA. Pour un calibre 10 V, la résistance interne est
alors de 100 kW.
Pour les voltmètres numériques,
la résistance interne est en général indépendante du calibre est vaut 10 MW.
Les
multimètres numériques sont souvent peu pratiques quand on les utilise en ampèremètre
car la résistance interne est souvent très importante surtout pour les faibles
calibres.
Il est maintenant préférable d'utiliser les pinces ampèremétriques
qui permettent la mesure du courant sans ouvrir le circuit. On trouve actuellement
des pinces ayant une sensibilité de 10 mA à un prix assez modique.
La connaissance des caractéristiques des appareils de mesure permet
d'éliminer l'erreur systématique liée au type de montage utilisé.L' applet :
Deux
cases à cocher permettent la sélection du type de montages. Deux autres le choix
entre des petites et de grandes valeurs de la résistance étudiée. Un click sur le bouton [Nouveau] génère une
nouvelle valeur pour la résistance et des valeurs différentes pour les résistances
du voltmètre et de l'ampèremètre. Ces valeurs sont affichées. Il est ainsi possible
de déterminer la valeur exacte de la résistance en éliminant l'erreur due au
montage.
Déterminer également la valeur de la résistance en faisant le quotient
V/I puis comparer avec la valeur exacte.
On pourra ainsi constater que l'utilisation
d'un montage non approprié peut entraîner des erreurs importantes.
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