Transcription de la vidéo
Un ampèremètre à fil chaud peut-il mesurer un courant alternatif ?
Pour le savoir, regardons un circuit contenant un ampèremètre à fil chaud et un courant alternatif. Le circuit le plus fondamental que nous pouvons faire avec cela implique d’avoir une source de courant alternatif, un ampèremètre à fil chaud et une résistance pour s’assurer qu’il y a un courant. Ensuite, pour que l’ampèremètre à fil chaud puisse mesurer correctement le courant, le fil chaud à l’intérieur doit pouvoir chauffer. Pour voir pourquoi, ouvrons cet ampèremètre et examinons les composants individuels.
Il se passe beaucoup de choses à l’intérieur. Lorsqu’il y a un courant à travers l’ampèremètre, il se divise le long d’un chemin parallèle, un chemin menant à une résistance de dérivation et l’autre chemin menant à des fils de platine et d’iridium, qui sont les fils chauds de l’ampèremètre à fil chaud. Alors, avant de regarder les autres éléments, regardons ces deux cercles ici. Ceux-ci indiquent que tout ce qui se trouve à droite n’est pas dans le circuit. Cette partie de la figure illustre des objets que vous ne trouveriez généralement pas dans un circuit, comme un ressort, un fil de soie et une poulie. Tous ces composants inhabituels qui fonctionnent ensemble nous permettent de mesurer le courant de ce circuit.
Le processus de mesure complet est basé sur des rapports déjà connus entre tous les composants. Mais nous n’avons pas besoin de connaître ces rapports ; seulement le fabricant de l’ampèremètre. Pour voir comment ces rapports fonctionnent ensemble, nous allons passer par le processus de mesure, ce qui nous permettra de savoir si l’ampèremètre à fil chaud peut réellement mesurer un courant alternatif ou simplement un courant continu. De toute façon, il doit y avoir du courant car la première étape consiste à s’assurer qu’il y a du courant sur les fils chauds.
Ces fils de platine-iridium ne sont pas les fils que nous avons dans les circuits électriques, qui sont supposés n’avoir aucune résistance. Au lieu de cela, nous supposons que ces fils chauds ont une certaine résistance, ce qui signifie qu’ils sont soumis à un effet appelé dissipation résistive, qui est chaque fois que vous avez un courant passant par un milieu avec une certaine résistance, une partie de l’énergie électrique est convertie en l’énergie thermique, ce qui le fait chauffer. Donc, une façon plus simple de dire cela est que le courant sur les fils chauds les fait chauffer. Et lorsque le métal se réchauffe, il se dilate légèrement.
Donc, jusqu’à présent, quand il y a un courant à travers le fil chaud, cela le fait chauffer, ce qui le fait se dilater. Cette expansion fait que cette corde de soie, qui est attachée au fil, est tirée vers le ressort, qui le maintient sous tension, de sorte que cette corde est tirée vers le ressort. Et puisqu’il est attaché à cette poulie, il provoque la rotation de la poulie, ce qui provoque le déplacement du pointeur du cadran, ce qui donne une lecture du courant, le courant à travers les fils chauds.
Donc, ce sont les étapes générales qui se produisent à l’intérieur d’un ampèremètre à fil chaud afin de mesurer le courant à travers l’ampèremètre. Lorsque nous examinons le courant continu par rapport au courant alternatif, nous devons considérer comment ces étapes pourraient changer. En commençant par le premier avec le courant sur les fils chauds, un courant continu aura toujours le courant circulant dans un sens. Et si rien d’autre ne change dans le circuit, il est supposé être constant. Lorsque la charge électrique traverse les fils, qui ont une résistance, ils commencent à chauffer, avec un courant continu plus élevé correspondant à une température plus élevée, ce qui est la deuxième étape de ce processus, ce qui signifie que les troisième et quatrième se dérouleront très bien. Donc, c’est du courant continu. Nous savons que cela fonctionne ; le fil chauffe très bien. Alors, regardons maintenant le courant alternatif.
Au début, le courant alternatif est comme le courant continu, il va dans un sens. Mais ensuite, après un certain temps, le sens du courant bascule. Et ce n’est pas tout ; l’intensité du courant varie également avec le temps. Voyons cela en faisant de l’espace. Voici le graphique d’un courant alternatif typique. Nous voyons qu’il commence dans un sens avec son amplitude atteignant un pic à un certain moment avant de baisser et finalement atteindre zéro, ce qui signifie qu’à certains points il n’y a pas de courant dans le fil avant de change de sens, atteignant à nouveau l’amplitude la plus élevée, mais dans le sens opposé, et ainsi de suite, le courant dans le fil change constamment de sens.
Alors, comment cette commutation constante et les points occasionnels où il n’y a pas de courant affectent le chauffage du fil ? La bonne nouvelle est que le sens du courant dans le fil n’a pas d’importance pour le chauffer. L’effet qui provoque le réchauffement des fils chauds, la dissipation résistive, dépend de la charge totale passant par le milieu résistif, et non du sens, ce qui est logique car un fil ne se refroidirait pas si vous inversiez simplement le sens du courant.
Mais l’amplitude varie toujours, n’est-ce pas ? Le cadran qui mesure le courant n’oscillerait-il pas constamment ? Mais ce n’est pas un problème non plus, car les fils chauds prennent du temps à changer leur température, à la fois pour l’augmenter ou la diminuer, ce qui signifie que l’amplitude en constante évolution du courant finira par s’égaler en ce qui concerne la façon dont il chauffe les fils chauds. Ainsi, après avoir chauffé, un ampèremètre à fil chaud sera capable de mesurer une valeur constante de courant même avec un courant alternatif.
Ainsi, la réponse à la question de savoir si un ampèremètre à fil chaud peut mesurer un courant alternatif est oui, il peut mesurer un courant alternatif.