Dans cette fiche explicative, nous allons apprendre à utiliser des ampèremètres dans des circuits électriques pour mesurer le courant traversant un composant du circuit.
Rappelons que le courant électrique correspond à la circulation d’une charge électrique.
Nous pouvons mesurer le courant électrique en un point d’un circuit électrique en utilisant un appareil appelé un ampèremètre.
Le symbole électrique d’un ampèremètre est un cercle où est inscrite la lettre A à l’intérieur, comme indiqué ci-dessous :
Exemple 1: Trouver le nombre d’ampèremètres dans un circuit
Le schéma ci-dessous illustre un circuit électrique. Combien y a-t-il d’ampèremètres dans le circuit ?
Réponse
Le symbole électrique d’un ampèremètre est un cercle où est inscrite la lettre A à l’intérieur, comme indiqué ci-dessous :
Ce symbole apparaît 2 fois sur le schéma électrique donné ; par conséquent, il y a 2 ampèremètres dans le circuit.
Il y a également d’autres symboles sur le schéma électrique. La signification de chacun de ces symboles est illustrée ci-dessous :
Exemple 2: Décrire la fonction d’un ampèremètre
Quelle est la grandeur mesurée par un ampèremètre ?
Réponse
Dans cette question, nous devons brièvement décrire ce qu’un ampèremètre mesure. Il nous faut écrire une description claire et simple ; sans utiliser plus de mots que nécessaire.
On peut dire qu’un ampèremètre mesure le courant électrique.
Afin d’utiliser un ampèremètre pour mesurer le courant en un point d’un circuit, il faut le connecter au circuit d’une certaine manière.
Considère le circuit électrique illustré sur le schéma ci-dessous :
Ce circuit est constitué d’une ampoule connectée à une pile par des fils électriques.
La charge électrique circule depuis une borne de la pile, parcourt un fil, passe à travers l’ampoule, puis parcourt le second fil, pour finalement arriver sur l’autre borne de la pile. Ceci est l’unique chemin que la charge électrique peut prendre lorsqu’elle se déplace dans le circuit. Ce chemin est indiqué en bleu ci-dessous :
Afin de mesurer le courant traversant un composant dans un circuit électrique, un ampèremètre doit être placé sur le même chemin que le courant. Ainsi, dans ce circuit, afin de mesurer le courant traversant l’ampoule, nous devons placer l’ampèremètre quelque part le long du chemin bleu. Nous avons deux possibilités, comme indiqué ci-dessous :
Les deux possibilités nous donneront la même valeur de courant à travers l’ampoule.
Lorsque des composants d’un circuit électrique sont connectés le long du même chemin, l’un après l’autre, comme ci-dessus, on dit qu’ils sont connectés en série. Pour mesurer le courant traversant un composant, un ampèremètre doit être connecté en série avec ce composant.
Règle : Utilisation d’un ampèremètre dans un circuit électrique
Afin de mesurer le courant traversant un composant dans un circuit électrique, un ampèremètre doit être connecté en série avec ce composant.
Maintenant considère le circuit électrique illustré ci-dessous :
La charge électrique s’écoule à partir d’une borne de la pile, parcourt un des fils, mais le chemin se divise ensuite. La charge peut prendre soit le chemin qui passe par l’ampoule, soit l’autre chemin, qui passe par l’ampèremètre. Ceci est illustré ci-dessous. Le chemin bleu se divise en deux chemins : rouge et vert. Les chemins rouge et vert se rejoignent ensuite vers le chemin bleu.
L’ampèremètre est maintenant sur un chemin différent de l’ampoule, de sorte qu’il ne peut pas mesurer le courant à travers l’ampoule.
Lorsque des composants électriques se trouvent sur des chemins différents du circuit comme celui-ci, on dit qu’ils sont connectés en parallèle.
Exemple 3: Reconnaître lorsqu’un ampèremètre est branché correctement
Chacun des schémas suivants illustre un circuit électrique. Lequel montre correctement comment l’ampèremètre doit être connecté dans le circuit pour mesurer le courant traversant l’ampoule ?
Réponse
Rappelons que pour qu’un ampèremètre mesure le courant traversant un composant, il doit être connecté en série avec celui-ci. Cela signifie qu’il doit être sur le même chemin du circuit électrique.
Regardons d’abord l’option A. Les différents chemins du circuit sont illustrés avec différentes couleurs ci-dessous :
Le chemin bleu part de la pile puis se divise entre le chemin vert et le chemin rouge. L’ampèremètre est sur le chemin vert, et l’ampoule est sur le chemin rouge. Par conséquent, lorsque l’ampèremètre est connecté de cette manière, il ne peut pas mesurer le courant dans l’ampoule.
Regardons à présent l’option B. Il y a un seul chemin dans ce circuit, comme indiqué en bleu ci-dessous :
L’ampèremètre et l’ampoule sont tous les deux sur le chemin bleu, de sorte que l’ampèremètre peut mesurer le courant dans l’ampoule.
Regardons finalement l’option C. Les différents chemins du circuit sont illustrés avec différentes couleurs ci-dessous :
Une fois encore, le chemin bleu part de la pile puis se divise entre le chemin vert et le chemin rouge. L’ampèremètre est sur le chemin vert, et l’ampoule est sur le chemin rouge. Par conséquent, lorsque l’ampèremètre est connecté de cette manière, il ne peut pas mesurer le courant dans l’ampoule.
Ainsi, la bonne réponse est la réponse B.
Exemple 4: Décrire comment connecter un ampèremètre dans un circuit
Le schéma ci-dessous illustre un circuit électrique composé d’une pile et d’une ampoule.
Complète les mots manquants : pour mesurer le courant traversant l’ampoule, l’ampèremètre doit être connecté. avec l’ampoule.
- en série
- en parallèle
Réponse
Rappelons que pour qu’un ampèremètre mesure le courant traversant un composant, il doit se trouver sur le même chemin du circuit électrique que ce composant. Autrement dit, il doit être en série avec ce composant. Ainsi, la bonne réponse est la réponse A.
Points clés
- Un ampèremètre est un appareil pouvant être utilisé pour mesurer le courant électrique en un point d’un circuit électrique.
- Le symbole électrique d’un ampèremètre est un cercle où est inscrite la lettre A à l’intérieur, comme indiqué ci-dessous :
- Un ampèremètre doit être connecté en série.
