Explorer la résistance non-linéaire des lampes à incandescence : guide de labo pratique

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Calculatrice (ou crayon et papier pour calculs arithmétiques)
• Pile 6 volts
• Lampe à incandescence basse tension (catalogue Radio Shack #272-1130 ou équivalent)

RÉFÉRENCES CROISÉES

Lessons In Electric Circuits, Volume 1, chapitre 2 : « Ohm's Law »

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Utilisation du voltmètre, ampèremètre et ohmmètre
• Application de la loi d'Ohm en circuits réels
• Reconnaître que certaines résistances varient selon les conditions de fonctionnement
• Employer la méthode scientifique pour tester des hypothèses

SCHÉMA

 

 

ILLUSTRATION

 

 

INSTRUCTIONS

1. Mesurez la résistance de la lampe avec un multimètre tandis qu'elle est **non alimentée**. Cette valeur reflète le fin filament métallique à l'intérieur de la lampe et sera plus élevée qu'un fil de liaison mais plus basse que les résistances utilisées dans les expériences précédentes. Enregistrez ce chiffre pour comparaison ultérieure.

2. Construisez un circuit série simple une-pile, une-lampe. Réglez le multimètre sur la plage de tension appropriée et enregistrez la tension aux bornes de la lampe une fois qu'elle s'allume. Gardez cette valeur avec la résistance mesurée plus tôt.

3. Basculez le multimètre sur sa plus haute plage de courant (ou laissez-le en auto-range) et insérez l'ampèremètre en série avec la pile et la lampe. Choisissez une plage qui donne une lecture claire sans sur-plage. Enregistrez le courant mesuré avec la tension et la résistance notées précédemment.

4. Calculez le courant attendu en utilisant la loi d'Ohm : I = V ÷ R. Comparez ce courant calculé à celui que vous avez mesuré. Typiquement, le courant calculé sera significativement plus élevé que la valeur mesurée.

5. Re-mesurez la résistance de la lampe en utilisant un autre modèle de mètre (analogique vs numérique). Rappelez-vous que la résistance ne doit être mesurée que sur un composant non alimenté ; sinon, des tensions externes fausseront la lecture. Les modèles analogiques rapportent souvent une résistance plus élevée pour la même lampe que les modèles numériques.

6. Réfléchissez à pourquoi la résistance de la lampe change entre états allumée/éteinte ou quand mesurée avec différents mètres. Considérez des facteurs comme la température du filament, les propriétés matériaux, et la résistance interne du mètre. Formulez une hypothèse expliquant ce comportement non-linéaire.

7. Testez votre hypothèse en introduisant une variable externe — comme une exposition lumineuse additionnelle — à la lampe pendant la mesure de sa résistance. Si la résistance change en réponse, votre hypothèse gagne en preuves ; sinon, elle est falsifiée et vous devez chercher une explication alternative.

En suivant cette approche systématique, vous gagnerez de l'expérience pratique avec les techniques de mesure, approfondirez votre compréhension de la résistance non-linéaire, et pratiquerez la méthode scientifique en laboratoire contrôlé.