Feuille d'activités de la leçon : Conception de l’ampèremètre Physique

Dans cette feuille d’activités, nous nous entraînerons à décrire la combinaison d’un galvanomètre et d’un shunt pour concevoir un ampèremètre à courant continu.

Question 1

Un galvanomètre a une résistance de 12 mΩ. Un courant de 150 mA crée une déviation complète de l'aiguille du galvanomètre. Un shunt de mesure est monté en parallèle du galvanomètre pour le convertir en ampèremètre. La résistance du shunt est de 70 µΩ. Quel est le courant le plus élevé pouvant être mesuré par l’ampèremètre? On donnera une réponse arrondie au dixième.

Question 2

Laquelle des affirmations suivantes est la plus correcte pour expliquer comment à l’aide d’une résistance shunt, il est possible de démultiplier le calibre d'un galvanomètre quand il est utilisé comme ampèremètre?

  • AUne résistance de shunt avec une résistance très supérieure à celle du galvanomètre est connectée en parallèle avec le galvanomètre.
  • BUne résistance de shunt avec une résistance très inférieure à celle du galvanomètre est connectée en parallèle avec le galvanomètre.
  • CUne résistance de shunt avec une résistance égale à celle du galvanomètre est connectée en parallèle avec le galvanomètre.
  • DUne résistance de shunt avec une résistance très supérieure à celle du galvanomètre est connectée en série avec le galvanomètre.
  • EUne résistance de shunt avec une résistance très inférieure à celle du galvanomètre est connectée en série avec le galvanomètre.

Question 3

Le courant 𝐼 représenté dans le circuit vaut 2,5 mA, ce qui est l'intensité maximale pouvant être mesurée en utilisant ce circuit comme ampèremètre. La résistance du galvanomètre est dix fois plus grande que celle du shunt de mesure.

Calcule 𝐼, le courant traversant le galvanomètre. On donnera une réponse arrondie au microampère.

Calcule 𝐼, le courant à travers le shunt de mesure. On donnera une réponse arrondie au centième.

Question 4

Lequel des schémas de circuits suivants représente le mieux un galvanomètre qui est combiné avec une résistance de shunt et utilisé comme ampèremètre pour mesurer le courant circulant dans un circuit qui a une source de courant continu?

  • A
  • B
  • C

Question 5

Le schéma illustre un galvanomètre qui a deux échelles. L'une des échelles est une échelle galvanométrique et l'autre est une échelle ampèremétrique en courant continu. Lorsqu'un courant est mesuré, l'aiguille du galvanomètre est dévié et vient pointer vers la position indiquant l'intensité maximale du courant sur les deux échelles. Sur l'échelle du galvanomètre, cette valeur est de 𝑋 μA tandis que sur l'échelle de l'ampèremètre, cette valeur est de 𝑌 μA. Quel est le rapport de 𝑋 à 𝑌?

Question 6

Un ampèremètre est utilisé pour mesurer le courant prélevé à une source de courant continu ayant une FEM de plusieurs volts. L’ampèremètre est connecté en série avec une résistance qui a une valeur de quelques ohms. Le galvanomètre employé dans l'ampèremètre a une résistance interne de plusieurs milliohms et la résistance de shunt employé dans l'ampèremètre a une résistance de plusieurs microhms. Laquelle des propositions suivantes explique correctement pourquoi la résistance de shunt dans un tel ampèremètre doit avoir une valeur très inférieure à celle de la résistance interne du galvanomètre auquel le shunt est connecté en parallèle?

  • ASi la résistance de shunt est comparable ou supérieure à la résistance du galvanomètre, une partie suffisamment grande du courant qui traverse l'ampèremètre va passer par la branche du galvanomètre de sorte que la déflection produite dépasserait la déflection à fond d'échelle du galvanomètre.
  • BSi la résistance de shunt est comparable ou supérieure à la résistance du galvanomètre, la direction de la déflexion de l'index du galvanomètre s'inversera et aucune lecture ne sera affichée sur l'ampèremètre.
  • CSi la résistance de shunt est comparable ou supérieure à la résistance du galvanomètre, le courant prélevé à la source sera significativement réduit.
  • DSi la résistance de shunt est comparable ou supérieure à la résistance du galvanomètre, alors cette résistance shunt générera un champ magnétique qui modifiera significativement la déflexion de l'index du galvanomètre.

Question 7

Un galvanomètre a une résistance interne de 15 mΩ. Un courant de 125 mA produit une déflection à fond de course du galvanomètre. Détermine la résistance shunt qui lorsqu'il est connecté en parallèle avec le galvanomètre permet d'utiliser celui-ci comme un ampèremètre au calibre de 12 A. Réponds au microohm près.

Question 8

Le schéma représente un galvanomètre combiné à une résistance de shunt. La FEM de la source connectée au galvanomètre et au shunt est de 3,0 V. Ce circuit n'est pas celui d'un montage dans lequel le galvanomètre et le shunt fonctionnent correctement comme un ampèremètre.

Quelle est la différence de potentiel aux borne du shunt? Réponds au dixième de V près.

Quelle est la différence de potentiel aux bornes du galvanomètre? Réponds au dixième de V près.

Question 9

Un galvanomètre et une résistance shunt sont montés en parallèle pour former un ampèremètre. La résistance shunt est 𝑅 et la résistance du galvanomètre est 𝑅. Le courant dans le shunt est 𝐼 et le courant dans le galvanomètre est 𝐼. Quelle est la relation correcte entre ces valeurs?

  • A𝑅𝐼=𝑅𝐼
  • B𝑅𝐼=𝑅𝐼

Question 10

Un galvanomètre et une résistance sont montés en série pour former un ampèremètre. Laquelle des affirmations suivantes explique le mieux l'effet du montage en série de la résistance?

  • AL'intensité mesurée par l'ampèremètre est supérieure à l'intensité réelle.
  • BL'intensité maximale mesurable par l'ampèremètre est inférieure à l'intensité maximale mesurable par le galvanomètre.
  • CL'intensité mesurée par l'ampèremètre est inférieure à l'intensité réelle.

Question 11

Un galvanomètre et une résistance shunt sont connectés en parallèle pour former un ampèremètre. La résistance du shunt est 𝑅 et la résistance du galvanomètre est 𝑅. Le courant dans le shunt est 𝐼 et le courant dans le galvanomètre est 𝐼. Quelle est la relation correcte entre ces valeurs?

  • A𝑅𝑅=𝐼𝐼
  • B𝑅𝑅=𝐼𝐼

Question 12

Un galvanomètre et une résistance shunt sont montés en parallèle pour former un ampèremètre. La résistance du shunt est 𝑅et la résistance du galvanomètre est 𝑅. L'ampèremètre mesure un courant maximal 𝐼. L'intensité maximale mesurable par le galvanomètre est 𝐼, pour laquelle le courant dans la résistance shunt est 𝐼. Parmi les propositions suivantes, quelle est l'expression correcte de 𝐼?

  • A𝐼=𝐼1+𝑅𝑅
  • B𝐼=𝐼1+𝑅𝑅
  • C𝐼=𝐼1+𝑅𝑅

Question 13

Un galvanomètre et une résistance shunt sont montés en parallèle pour former un ampèremètre. La résistance shunt est 𝑅 et la résistance du galvanomètre est 𝑅. L'ampèremètre mesure un courant maximal 𝐼. L'intensité maximale mesurable par le galvanomètre est 𝐼, pour laquelle le courant dans la résistance de shunt est 𝐼. Parmi les propositions suivantes, quelle est l'expression correcte de 𝐼?

  • A𝐼=𝑅𝐼𝑅
  • B𝐼=𝐼𝑅𝑅
  • C𝐼=𝐼𝑅𝑅

Question 14

Un galvanomètre et une résistance shunt sont montés en parallèle pour former un ampèremètre. La résistance shunt est 𝑅 et la résistance du galvanomètre est 𝑅. L'ampèremètre mesure un courant maximal 𝐼. L'intensité maximale mesurable par le galvanomètre est 𝐼. Parmi les propositions suivantes, quelle est l'expression correcte de 𝐼?

  • A𝐼=𝐼1+
  • B𝐼=𝐼1
  • C𝐼=𝐼1+

Question 15

Un galvanomètre et une résistance sont montés en parallèle pour former un ampèremètre. L'aiguille du galvanomètre indique le centre du cadran lorsque le courant est nul. En quoi cela améliore-t-il l'utilité de l'ampèremètre?

  • AL’ampèremètre peut mesurer des courants dont la direction s'inverse.
  • BLa résolution de l'ampèremètre est augmentée.

Question 16

Un galvanomètre et une résistance sont montés en parallèle pour former un ampèremètre. L'aiguille du galvanomètre indique le centre du cadran lorsque le courant est nul. En quoi cela limite-t-il l'utilité de l'ampèremètre?

  • ALa résolution de l'ampèremètre est diminuée.
  • BL’ampèremètre ne peut pas mesurer de courants dont la direction s'inverse.

Question 17

Un galvanomètre et une résistance sont montés en parallèle pour former un ampèremètre. La valeur de la résistance utilisée est plus faible que celle du galvanomètre. Laquelle des affirmations suivantes explique le mieux l'effet de l'ajout de la résistance?

  • AL'intensité maximale mesurable par l'ampèremètre est inférieure à l'intensité maximale mesurable par le galvanomètre seul.
  • BL'intensité maximale mesurable par l'ampèremètre est supérieure à l'intensité maximale mesurable par le galvanomètre seul.

Question 18

Un galvanomètre et une résistance sont montés en parallèle pour former un ampèremètre. Après l'ajout de cette résistance, comment peut-on comparer la résistance de l'ampèremètre à celle du galvanomètre?

  • AL'ampèremètre et le galvanomètre ont la même résistance.
  • BLa résistance de l'ampèremètre est plus grande que celle du galvanomètre.
  • CLa résistance de l'ampèremètre est plus petite que celle du galvanomètre.

Question 19

Lequel des éléments suivants est un composant d'un ampèremètre?

  • Aune résistance
  • Bun ohmmètre
  • Cun voltmètre

Question 20

Lequel des éléments suivants est un composant d'un ampèremètre?

  • Aun galvanomètre
  • Bun ohmmètre
  • Cun voltmètre

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