Vidéo question :: Placer correctement un conducteur ohmique pour un voltmètre réalisé à partir d'un galvanomètre Physique

Transcription de la vidéo

Lequel des schémas de circuits suivants représente le plus correctement un voltmètre utilisé pour mesurer la tension d’une source de courant continu?

Nous avons le choix entre trois schémas électriques (A), (B) et (C).

Ici, une source de courant continu peut être tout type de dispositif qui produit un courant continu. Habituellement, nous utilisons cette expression pour désigner une batterie ou une pile. Nous pouvons voir que ces trois schémas de circuits contiennent une pile. Nous voulons donc choisir le schéma de circuit qui montre un voltmètre utilisé pour mesurer la tension d’une pile.

On peut rappeler que le symbole de circuit d’un voltmètre est un cercle contenant un V majuscule pour volt. Et comme nous pouvons le voir, aucun des trois schémas électriques fournis ne contient ce symbole. Donc, à première vue, il ne semble y avoir aucun de ces schémas montrant un voltmètre.

Cependant, ce que nous pouvons voir, c’est que chacun de ces schémas montre un composant connu sous le nom de galvanomètre. Nous pouvons rappeler qu’un galvanomètre est un dispositif électromécanique qui affiche une aiguille qui dévie chaque fois qu’un courant passe à travers le galvanomètre. Nous pouvons également rappeler qu’un galvanomètre est l’un des composants utilisés pour fabriquer un voltmètre. En effet, si nous branchons un galvanomètre à un composant avec une différence de potentiel à ses bornes, par exemple une pile, alors le courant résultant provoque une déviation de l’aiguille. Plus la différence de potentiel est grande, plus le courant et la déviation de l’aiguille sont importants.

Ainsi, un galvanomètre tout seul fonctionne comme un voltmètre rudimentaire. Cependant, un problème avec l’utilisation d’un galvanomètre seul comme voltmètre est que les galvanomètres sont incroyablement sensibles. Cela signifie que même un très faible courant, par exemple, 100 micro-ampères, suffit à faire dévier l’aiguille jusqu’à la fin de l’échelle.

Lorsque nous concevons un voltmètre, nous devons résoudre ce problème en réduisant la valeur du courant qui traverse le galvanomètre. Et nous pouvons le faire simplement en branchant un conducteur ohmique fixe en série avec le galvanomètre. Cette résistance réduit l’intensité du courant et maintient l’aiguille sur une plage utilisable, où elle ne dévie pas jusqu’à la fin de l’échelle de valeurs.

Donc, si nous déconnectons notre pile du circuit, nous pouvons voir que nous pouvons construire un voltmètre simplement en branchant ensemble un conducteur ohmique et un galvanomètre en série. Dessiné comme un schéma de circuit standard, qui ressemble à ceci. Ce voltmètre mesurera la différence de potentiel aux bornes de tout composant connecté dans cet espace vide. Ainsi, par exemple, cela pourrait être un conducteur ohmique dans un circuit. Notons que dans ce cas, nous dirions que le voltmètre est branché en parallèle avec cette composante. Et c’est généralement le cas chaque fois que nous utilisons un voltmètre pour mesurer la différence de potentiel aux bornes des composants d’un circuit.

Cependant, si nous voulions utiliser notre voltmètre pour mesurer la différence de potentiel aux bornes d’un composant seul, par exemple une pile, nous le brancherions simplement comme ceci. Donc, dans ce cas spécifique, le voltmètre est branché en série avec la pile.

Nous avons donc montré que nous pouvons construire un voltmètre en branchant ensemble un galvanomètre et une résistance en série. Et si nous voulions utiliser ce voltmètre pour mesurer la différence de potentiel ou la tension d’une pile, il nous suffirait de le brancher en série avec la pile comme ceci.

En regardant les options de réponse qui nous ont été fournies, nous pouvons voir que seule l’option (A) correspond au circuit que nous avons décrit. En regardant l’option (B), nous pouvons voir que si ce circuit contient tous les bons composants, le galvanomètre et le conducteur ohmique sont branchés en parallèle plutôt qu’en série. Et si nous regardons l’option (C), nous pouvons voir que le galvanomètre et ce conducteur ohmique sont branchés en série. Cependant, la présence de cette branche parallèle en plus avec un conducteur ohmique empêche ce circuit de se comporter comme un voltmètre.

Ainsi, le schéma qui montre le plus correctement un voltmètre utilisé pour mesurer la tension d’une source de courant continu est l’option (A).