Résistance non linéaire

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Calculatrice (ou crayon et papier pour faire de l'arithmétique)
• Batterie 6 volts
• Lampe à incandescence basse tension (catalogue Radio Shack n° 272-1130 ou équivalent)

REFERENCES CROISEES

Leçons En Circuits Électriques , Volume 1, chapitre 2 :« La loi d'Ohm »

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Utilisation du voltmètre
• Utilisation de l'ampèremètre
• Utilisation de l'ohmmètre
• Utilisation de la loi d'Ohm
• Réalisation que certaines résistances sont instables !
• Méthode scientifique

SCHÉMA SCHÉMA

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Mesurez la résistance de la lampe avec votre multimètre. Ce chiffre de résistance est dû au "filament" métallique mince à l'intérieur de la lampe.

Il a sensiblement plus de résistance qu'un fil de liaison, mais moins que n'importe laquelle des résistances de la dernière expérience. Enregistrez cette valeur de résistance pour une utilisation future. Construisez un circuit à une batterie et une lampe.

Réglez votre multimètre sur la plage de tension appropriée et mesurez la tension aux bornes de la lampe lorsqu'elle est sous tension (allumée). Enregistrez cette valeur de tension avec la valeur de résistance mesurée précédemment.

Réglez votre multimètre sur la plage de courant la plus élevée disponible. Coupez le circuit et connectez l'ampèremètre à l'intérieur de cette coupure, de sorte qu'il devienne une partie du circuit, en série avec la batterie et la lampe.

Sélectionnez la meilleure plage de courant :celle qui donne l'indication de compteur la plus forte sans dépasser la plage du compteur. Si votre multimètre est à sélection automatique, vous n'avez bien sûr pas à vous soucier des plages de réglage.

Enregistrez cette valeur de courant avec les valeurs de résistance et de tension précédemment enregistrées. En prenant les chiffres mesurés pour la tension et la résistance, utilisez l'équation de la loi d'Ohm pour calculer le courant du circuit. Comparez ce chiffre calculé avec le chiffre mesuré pour le courant du circuit :

Ce que vous devriez trouver est une différence marquée entre le courant mesuré et le courant calculé :le chiffre calculé est beaucoup plus grand. Pourquoi est-ce? Pour rendre les choses plus intéressantes, essayez à nouveau de mesurer la résistance de la lampe, cette fois en utilisant un autre modèle de compteur.

Vous devrez déconnecter la lampe du circuit de la batterie afin d'obtenir une lecture de résistance car les tensions à l'extérieur du compteur interfèrent avec la mesure de la résistance. C'est une règle générale qu'il faut retenir :mesurer la résistance uniquement sur un non alimenté composant !

En utilisant un autre ohmmètre, la lampe enregistrera probablement une valeur de résistance différente. Habituellement, les compteurs analogiques donnent des lectures de résistance de lampe plus élevées que les compteurs numériques.

Ce comportement est très différent de celui des résistances de la dernière expérience. Pourquoi? Quel(s) facteur(s) pourraient influencer la résistance du filament de la lampe, et en quoi ces facteurs pourraient-ils être différents entre les conditions d'éclairage et d'éteint, ou entre les mesures de résistance prises avec différents types de compteurs ?

Ce problème est un bon test pour l'application de méthodes scientifiques. Une fois que vous avez pensé à une raison possible pour laquelle la résistance de la lampe change entre les conditions allumées et éteintes, essayez de reproduire celle causée par d'autres moyens.

Par exemple, si vous pensez que la résistance de la lampe peut changer lorsqu'elle est exposée à la lumière (sa propre lumière, lorsqu'elle est allumée) et que cela explique la différence entre les courants de circuit mesurés et calculés, essayez d'exposer la lampe à une source de lumière externe en mesurant sa résistance. Si vous mesurez un changement de résistance substantiel à la suite d'une exposition à la lumière, alors votre hypothèse est étayée par des preuves.

Sinon, votre hypothèse a été faussée et une autre cause doit être responsable du changement de courant du circuit.