Utilisation du voltmètre

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Multimètre, numérique ou analogique
• Piles assorties
• Une diode électroluminescente (catalogue Radio Shack n° 276-026 ou équivalent)
• Petit moteur « hobby », type à aimant permanent (catalogue Radio Shack n° 273-223 ou équivalent)
• Deux cavaliers avec extrémités en « pince crocodile » (catalogue Radio Shack n° 278-1156, 278-1157 ou équivalent)

Un multimètre est un instrument électrique capable de mesurer la tension, le courant et la résistance.

Numérique les multimètres ont des affichages numériques, comme des horloges numériques, pour indiquer la quantité de tension, de courant ou de résistance.

Analogique les multimètres indiquent ces quantités au moyen d'un pointeur mobile sur une échelle imprimée.

Les multimètres analogiques ont tendance à être moins chers que les multimètres numériques et plus avantageux en tant qu'outils d'apprentissage pour les étudiants débutants en électricité.

Je recommande fortement d'acheter un multimètre analogique avant d'acheter un multimètre numérique, mais d'avoir éventuellement les deux dans votre trousse à outils pour ces expériences.

REFERENCES CROISEES

Leçons sur les circuits électriques, volume 1, chapitre 1 : « Concepts de base de l'électricité »

Leçons sur les circuits électriques, volume 1, chapitre 8 : « Circuits de mesure en courant continu »

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Comment mesurer la tension
• Caractéristiques de la tension :existant entre deux points
• Sélection de la plage de mesure appropriée

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Dans toutes les expériences de ce livre, vous utiliserez une sorte d'équipement de test pour mesurer des aspects de l'électricité que vous ne pouvez pas directement voir, sentir, entendre, goûter ou sentir.

L'électricité, du moins en petites quantités sans danger, est insensible à notre corps humain.

Vos « yeux » les plus fondamentaux dans le monde de l'électricité et de l'électronique seront un appareil appelé multimètre .

Les multimètres indiquent la présence et mesurent la quantité de propriétés électriques telles que la tension, le courant et la résistance.

Dans cette expérience, vous vous familiariserez avec la mesure de tension.

La tension est la mesure de la « poussée » électrique prête à motiver les charges à se déplacer à travers un conducteur.

En termes scientifiques, c'est l'énergie spécifique par unité de charge, mathématiquement définie en joules par coulomb.

Elle est analogue à la pression dans un système fluide :la force qui déplace le fluide à travers un tuyau, et est mesurée dans l'unité de Volt (V).

Votre multimètre doit être accompagné d'instructions de base.

Lisez-les bien ! Si votre multimètre est numérique, il nécessitera une petite pile pour fonctionner.

S'il est analogique, il n'a pas besoin de pile pour mesurer la tension.

Certains multimètres numériques sont à sélection automatique . Un compteur à sélection automatique n'a que quelques positions de sélecteur (cadran).

Les compteurs à plage manuelle ont plusieurs positions de sélection différentes pour chaque grandeur de base :plusieurs pour la tension, plusieurs pour le courant et plusieurs pour la résistance.

La gamme automatique ne se trouve généralement que sur les compteurs numériques les plus chers, et correspond à la gamme manuelle comme une transmission automatique l'est à une transmission manuelle dans une voiture.

Un compteur à sélection automatique "change de vitesse" automatiquement pour trouver la meilleure plage de mesure pour afficher la quantité particulière mesurée.

Réglez le sélecteur de votre multimètre sur la position « volt continu » la plus élevée disponible.

Les multimètres à sélection automatique peuvent n'avoir qu'une seule position pour la tension continue, auquel cas vous devez régler le commutateur sur cette seule position.

Mettez la sonde de test rouge sur le côté positif (+) d'une batterie et la sonde de test noire sur le côté négatif (-) de la même batterie.

Le compteur devrait maintenant vous fournir une sorte d'indication.

Inversez les connexions de la sonde de test à la batterie si l'indication du compteur est négative (sur un compteur analogique, une valeur négative est indiquée par le pointeur déviant vers la gauche au lieu de la droite).

Si votre compteur est de type à gamme manuelle et que le sélecteur a été réglé sur une position de gamme haute, l'indication sera petite.

Déplacez le sélecteur sur le prochain réglage inférieur de la plage de tension CC et reconnectez-vous à la batterie.

L'indication devrait être plus forte maintenant, comme indiqué par une plus grande déviation du pointeur du compteur analogique (aiguille ), ou d'autres chiffres actifs sur l'affichage du compteur numérique.

Pour de meilleurs résultats, déplacez le sélecteur sur le réglage de plage le plus bas qui ne dépasse pas la plage du compteur.

Un compteur analogique dépassant la plage est dit « fixé », car l'aiguille sera forcée tout le long du côté droit de l'échelle, au-delà de la valeur d'échelle complète.

Un compteur numérique hors de portée affiche parfois les lettres « OL » ou une série de lignes en pointillés. Cette indication est spécifique au fabricant.

Que se passe-t-il si vous ne touchez qu'une seule sonde de test à une extrémité d'une batterie ?

Comment le compteur doit-il se connecter à la batterie pour fournir une indication ?

Qu'est-ce que cela nous apprend sur l'utilisation du voltmètre et la nature de la tension ?

Existe-t-il une tension « en » en un seul point ?

Assurez-vous de mesurer plus d'une taille de batterie et apprenez à sélectionner la meilleure plage de tension sur le multimètre pour vous donner l'indication maximale sans dépasser la plage.

Passez maintenant votre multimètre à la plage de tension CC la plus basse disponible et touchez les sondes de test du multimètre aux bornes (fils) de la diode électroluminescente (DEL).

Une LED est conçue pour produire de la lumière lorsqu'elle est alimentée par une petite quantité d'électricité, mais les LED génèrent également une tension continue lorsqu'elles sont exposées à la lumière, un peu comme une cellule solaire.

Dirigez la LED vers une source de lumière vive avec votre multimètre connecté, et notez l'indication du compteur :

Les batteries développent une tension électrique par le biais de réactions chimiques. Lorsqu'une batterie "meurt", elle a épuisé sa réserve d'origine de "carburant" chimique.

La LED, cependant, ne repose pas sur un « carburant » interne pour générer une tension ; plutôt, il convertit l'énergie optique en énergie électrique.

Tant qu'il y a de la lumière pour éclairer la LED, elle produira une tension.

Une autre source de tension par conversion d'énergie est un générateur .

Le petit moteur électrique spécifié dans la liste « Pièces et matériaux » fonctionne comme un générateur électrique si son arbre est tourné par une force mécanique.

Connectez votre voltmètre (votre multimètre, réglé sur la fonction « volt ») aux bornes du moteur tout comme vous l'avez connecté aux bornes de la LED, et faites tourner l'arbre avec vos doigts.

Le compteur doit indiquer la tension au moyen d'une déviation de l'aiguille (analogique) ou d'une lecture numérique (numérique).

S'il vous est difficile de maintenir les deux sondes de test du compteur en relation avec les bornes du moteur tout en faisant tourner l'arbre avec vos doigts, vous pouvez utiliser une pince crocodile des fils « cavaliers » comme celui-ci :

Déterminer la relation entre la tension et la vitesse de l'arbre du générateur ? Inversez le sens de rotation du générateur et notez le changement d'indication du compteur.

Lorsque vous inversez la rotation de l'arbre, vous modifiez la polarité de la tension créée par le générateur.

Le voltmètre indique la polarité par direction de la direction de l'aiguille (analogique) ou signe d'indication numérique (numérique).

Lorsque le fil de test rouge est positif (+) et le fil de test noir négatif (-), le multimètre enregistre la tension dans le sens normal.

Si la tension appliquée est de polarité inversée (négatif sur le rouge et positif sur le noir), le compteur indiquera "à l'envers".

FICHES DE TRAVAIL CONNEXES :

• Utilisation de base du voltmètre