Transcription de la vidéo
Dans laquelle des images d’une échelle d’un ampèremètre à fil chaud est-il vrai qu’une augmentation différente du courant est indiquée lorsque l’aiguille de l’ampèremètre passe de 𝐴 à 𝐵 par rapport à ce qu’il se passe lorsque l’aiguille de l’ampèremètre passe de 𝐶 à 𝐷 ? (A), (B), (C) les deux, ou (D) ni l’un ni l’autre.
Chaque fois que nous traitons des échelles des ampèremètres à fil chaud, il est important de rappeler en quoi elles sont différentes des autres échelles d’ampèremètre, en particulier celles qui ne sont pas linéaires. Par cela, nous entendons qu’une échelle linéaire typique commençant à zéro et allant jusqu’à 𝐼 max, le courant maximal mesurable par l’échelle, indiquera que la même différence de courant, dans ce cas un ampère, entraînera toujours la même déviation de l’aiguille. Mais si l’échelle est non linéaire, comme dans le cas d’un ampèremètre à fil chaud, alors les mêmes différences de courant ne seront pas reflétées par la même augmentation ou diminution de la déviation de l’aiguille.
Donc, sachant que l’échelle n’est pas linéaire, lorsque nous regardons la différence de déviation dans l’image (A), nous voyons qu’elle est à peu près la même de 𝐴 à 𝐵 et de 𝐶 à 𝐷. Mais parce que l’échelle n’est pas linéaire, la même augmentation de la distance devrait indiquer une augmentation différente du courant. Il est donc vrai qu’une augmentation différente du courant est indiquée lorsque l’aiguille de l’ampèremètre passe de 𝐴 à 𝐵 puis de 𝐶 à 𝐷 dans l’image (A). Nous savons donc que c’est vrai pour l’image (A). Mais qu’en est-il de l’image (B) ?
La distance de 𝐴 à 𝐵 est certainement différente de la distance de 𝐶 à 𝐷, ce qui indique une relation non linéaire. Donc, l’image (B) doit nous montrer la même augmentation de courant parce que c’est une échelle non linéaire, non ? Eh bien, en fait non, nous ne cherchons pas la non-linéarité en général. Nous recherchons un type spécifique qu’ont les échelles d’ampèremètre à fil chaud. Le type de non-linéarité que possède cette échelle est dû au fil chaud de l’ampèremètre à fil chaud.
Quand il y a un courant dans le fil chaud de l’ampèremètre à fil chaud, la dissipation résistive dans le fil le fait chauffer, ce qui provoque une légère expansion du métal et tire la corde vers le ressort du côté opposé. Et comme la corde est connectée à une poulie, elle entraîne la rotation de la poulie et la rotation de l’aiguille qui lui est attachée.
Mais il existe une relation spéciale entre le courant dans le fil et la chaleur produite à cause de cela. La chaleur générée 𝑄 est proportionnelle au carré du courant 𝐼. Cela signifie que si vous doublez le courant, disons d’un ampère à deux ampères, vous quadruplerez la chaleur générée. Ceci est important à noter car la rotation de cette poulie et donc la déviation de l’aiguille dépend de la dilatation due à la chaleur du fil, ce qui signifie que pour toute augmentation de courant de même valeur dans le fil, la déviation sera de plus en plus grande le long de l’échelle.
Donc, avec cela en tête, lorsque nous regardons l’image (B), avec une grande différence initiale entre 𝐴 et 𝐵 au début de l’échelle et une plus petite différence entre 𝐶 et 𝐷 vers la fin de l’échelle, nous savons que il doit y avoir une augmentation différente du courant identique à celle de l’image (A). Si nous utilisons l’échelle arbitraire que nous avons ici dans la figure, nous pourrions dire que la distance entre 𝐴 et 𝐵 indiquerait une augmentation importante du courant d’environ deux ampères.
En utilisant la même échelle arbitraire, nous pouvons voir que la distance de 𝐶 à 𝐷 ne serait même pas d’un ampère complet. Il doit donc être vrai qu’il y a une augmentation différente du courant indiqué lorsque l’aiguille de l’ampèremètre passe de 𝐴 à 𝐵 par rapport à ce qu’il se passe de 𝐶 à 𝐷 dans les deux images (A) et (B), ce qui signifie que la bonne réponse est (C), les deux.
