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Vidéo de question : Comparer le courant mesuré par un ampèremètre défectueux avec le courant réel Physique

Un galvanomètre et une résistance sont connectés en série lors d’une tentative infructueuse de former un ampèremètre. Laquelle des réponses suivantes explique le mieux l’effet produit lors de la connexion en série de la résistance? [A] Le courant maximal mesurable par l’ampèremètre est inférieur au courant maximal mesurable par le galvanomètre. [B] Le courant mesuré par l’ampèremètre est supérieur au courant réel. [C] Le courant mesuré par l’ampèremètre est inférieur au courant réel.

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Transcription de vidéo

Un galvanomètre et une résistance sont connectés en série lors d’une tentative infructueuse de former un ampèremètre. Laquelle des réponses suivantes explique le mieux l’effet produit lors de la connexion en série de la résistance?? (A) Le courant maximal mesurable par l’ampèremètre est inférieur au courant maximal mesurable par le galvanomètre. (B) Le courant mesuré par l’ampèremètre est supérieur au courant réel. (C) Le courant mesuré par l’ampèremètre est inférieur au courant réel.

Dans notre question, on nous dit qu’un galvanomètre et une résistance sont connectés en série. En utilisant des symboles dans un circuit, cela ressemblerait à ceci. On nous dit que cet arrangement est une tentative infructueuse de former un ampèremètre à partir de ces deux composants. Nous voulons choisir laquelle de nos options explique le mieux ce qui se passe lorsque le galvanomètre et la résistance sont connectés de cette manière. La première chose que nous pouvons noter est que lorsque nos options de réponse parlent d’un ampèremètre, ce terme décrit cet agencement de composants. Nous savons que c’est une disposition incorrecte de ces composants pour former un ampèremètre. Mais pour l’instant, nous considérons qu’un ampèremètre est un galvanomètre et une résistance connectés en série.

Ce que nous appelons notre ampèremètre, encadré ici en orange, fait partie d’un circuit plus grand. Nous dirons que ce circuit consiste d’une source de tension et d’une certaine résistance. Dans ce circuit en série, un courant, nous l’appellerons 𝐼, existe tout le long du circuit. Le but de l’ampèremètre est de mesurer ce courant. Et à ce stade, rappelons que la bonne façon de brancher une résistance et un galvanomètre pour qu’ils forment vraiment un ampèremètre est en parallèle comme ceci. La raison pour cette disposition est que l’échelle de mesure d’un galvanomètre a tendance à être relativement petite. Ce que nous entendons par ceci, c’est que s’il s’agissait de l’écran de mesure du galvanomètre, un courant relativement faible serait suffisant pour dévier l’aiguille de mesure du galvanomètre au maximum.

Tout courant de plus grande intensité que celle-ci ne peut pas être mesuré avec précision par le galvanomètre. C’est un problème qui limite la plage de mesure du galvanomètre et qui peut être résolu lorsque nous plaçons le galvanomètre en parallèle avec un conducteur ohmique de résistance relativement faible. De cette façon, la majorité du courant dans le circuit traverse la branche avec la résistance plutôt que celle avec le galvanomètre. De cette façon, nous ne dépassons pas le calibre du galvanomètre. Cependant, lorsque nous branchons un galvanomètre en série avec une résistance, il n’existe aucune protection contre le dépassement de la plage de mesure du galvanomètre.

Même pour des valeurs normales de courant 𝐼 dans un circuit, nous verrions probablement un affichage comme celui-ci si nous regardions l’écran de lecture de notre galvanomètre, indiquant potentiellement que l’intensité du courant dans le circuit serait supérieure à ce que le galvanomètre peut mesurer. Ici, nous appelons cette lecture par le galvanomètre le courant mesuré par notre ampèremètre. Comme nous l’avons vu, ce n’est probablement pas le courant réel dans le circuit, mais plutôt le plus grand courant que notre galvanomètre est capable de mesurer. Cette situation est décrite par la réponse (C) que le courant mesuré par l’ampèremètre, dans ce cas ce courant, est inférieur au courant réel dans le circuit.

La réponse (A) dit que le courant maximal mesurable par l’ampèremètre - rappelons-nous qu’il s’agit ici d’un galvanomètre avec une résistance en série comme ampèremètre - est inférieur, selon l’option (A), au courant maximal mesurable par le galvanomètre. En se basant sur notre schéma, nous voyons que ces valeurs sont en fait la même chose. Nous ne choisirons la réponse (A). Et la réponse (B) dit que le courant mesuré par l’ampèremètre, encore une fois notre galvanomètre et notre résistance en série, est supérieur au courant réel. Nous avons cependant vu que notre galvanomètre branché de cette manière donne une sous-indication du courant dans le circuit plutôt qu’une sur-indication.

Notre réponse est alors l’option (C). Lorsqu’un galvanomètre et une résistance sont connectés en série pour former un ampèremètre, le courant mesuré par l’ampèremètre est inférieur au courant réel.

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