Un ohmmètre est un instrument pour mesurer la résistance d'un composant électrique L'ohmmètre Un ohmmètre est un instrument qui permet de mesurer la résistance électrique d'un composant ou d'un circuit électrique. L'unité de mesure est l'ohm, noté Ω. Deux méthodes peuvent être utilisées pour mesurer la valeur d'une résistance : - Mesure d'une tension avec un générateur de courant. - Mesure d'un courant avec un générateur de tension (ou D.D.P). Générateur de courant Un générateur de courant impose une intensité Im à travers la résistance inconnue Rx, on mesure la tension Vm apparaissant à ses bornes. Un tel montage ne permet pas de mesurer avec précision des résistances dont la valeur excède quelques kΩ car le courant dans le voltmètre Voltmètre analogique Ils sont généralement constitués d'un milli-ampèremètre en série avec une résistance élevée. Voltmètres analogiques n'est alors plus négligeable (la résistance interne du voltmètre Voltmètre analogique Ils sont généralement constitués d'un milli-ampèremètre en série avec une résistance élevée. Voltmètres analogiques étant généralement de 10 MΩ). Le montage est donc complété par un générateur de courant auxiliaire asservi à la valeur de la tension mesurée par le voltmètre Voltmètre analogique Ils sont généralement constitués d'un milli-ampèremètre en série avec une résistance élevée. Voltmètres analogiques et chargé de délivrer le courant dans le voltmètre Voltmètre analogique Ils sont généralement constitués d'un milli-ampèremètre en série avec une résistance élevée. Voltmètres analogiques . Lorsque la valeur de la résistance Rx est inférieure à une dizaine d'ohms, pour éviter de prendre en compte les diverses résistances de connexion, il convient de mettre en œuvre un montage particulier, réalisé dans les ohmmètres 4 brins. Générateur de tension Le générateur idéal de tension est un modèle théorique. C'est un dipôle capable d'imposer une tension constante quelle que soit la charge reliée à ses bornes. Il est également appelé source de tension. On utilise un ampèremètre pour mesurer le courant I circulant dans une résistance Rx à laquelle on applique une faible tension V définie. Cette méthode est utilisée dans les ohmmètres analogiques munis de galvanomètre à cadre mobile. Utilisation d'un des calibres Utilisation d’un Ohmmètre Voici un exemple d’utilisation typique d’un ohmmètre du commerce. Utiliser l'un des calibres de la zone verte. On a le choix entre - 2 MΩ - 200 kΩ - 20 kΩ - 2 kΩ - 200 Ω Actuellement, rien n'étant connecté aux deux bornes de l'ohmmètre, on mesure la résistance de l'air entre ces deux bornes. Cette résistance est supérieure à 2 MΩ. L'ohmmètre ne peut pas donner le résultat de cette mesure, il affiche 1 à gauche de l'écran. La résistance est branchée à la borne COM et à la borne Ω. Brancher l'ohmmètre Si on n'a aucune idée de la valeur de la résistance à mesurer, on peut garder le calibre 2 MΩ et faire une première mesure. Si on connaît l'ordre de grandeur de la résistance, on choisit le calibre juste supérieur à la valeur estimée. Quand la résistance est utilisée dans un montage, il faut l'en extraire avant de la connecter à l'ohmmètre. La résistance à mesurer est simplement branchée entre la borne COM et la borne repérée par la lettre Ω. Lecture du résultat Ici, par exemple, on lit : R = 0,009 MΩ Autrement dit R = 9 kΩ Choix d'un calibre plus précis Puisque la valeur de la résistance est de l'ordre de 10 kΩ, on peut adopter le calibre 20 kΩ. On lit alors : R = 9,93 kΩ Le calibre suivant (2 kΩ) est inférieur à la valeur de R. Nous ne pourrons donc pas l'utiliser. La valeur de la résistance est indiquée par trois bandes colorées Cohérence Cohérence du résultat de la mesure avec la valeur marquée sur le corps de la résistance La valeur de la résistance est indiquée par trois bandes colorées. Une quatrième bande indique la précision du marquage. Ici, cette bande de couleur or signifie que la précision est de 5%. A chaque couleur correspond un chiffre : Ici le marquage indique : R = 10 × 103 Ω à 5% près. soit : R = 10 kΩ à 5% près. 5% de 10 kΩ = 0,5 kΩ. La résistance R est donc comprise dans l'intervalle : 9,5 kΩ ≤ R ≤ 10,5 kΩ Le résultat de la mesure R = 9,93 kΩ est bien compatible avec le marquage. On pourra finalement écrire : R ≈ 9,9 kΩ Valeur Couleur dernier de gauche : multiplicateur à droite : tolérance 0 ████ 1 - 1 ████ 10 1% 2 ████ 102 2% 3 ████ 103 - 4 ████ 104 - 5 ████ 105 0.5% 6 ████ 106 0.25% 7 ████ 107 0.1% 8 ████ 108 0.005% 9 I_____I 109 - - ████ 0.1 5% - ████ 0.01 10% Générateur continu, galvanomètre g, résistances R1 et R2 et résistance réglable R4. Méthode du pont de Wheatstone Un ohmmètre ne permet pas des mesures de grande précision. Si on désire diminuer les incertitudes, il existe de méthodes de comparaison de résistances à l'aide de ponts. Le plus célèbre est le pont de Wheatstone. Il faut disposer d'un générateur continu, d'un galvanomètre g, de résistances calibrées R1 et R2 et d'une résistance réglable étalonnée R4. R1 et R2 d'une part et R3 et R4 d'autre part constituent des diviseurs de la tension E d'alimentation du pont. On règle la résistance R4 pour obtenir une déviation nulle dans le galvanomètre pour équilibrer le pont. Calcul R1, R2, R3 et R4 sont les résistances traversées respectivement par les intensités I1, I2, I3 et I4. UCD= R x I si I = 0 alors UCD = 0 UCD = UCA + UAD 0 = - R1 x I1 + R3 x I3 R1 x I1 = R3 x I3 équation 1 UCD = UCB + UBD 0 = R2 x I2 - R4 x I4 R2 x I2 = R4 x I4 équation 2 D'aprés la loi des noeuds : I1 + I = I2 si I = 0 => I1 = I2 I3 = I + I4 si I = 0 => I3 = I4 On aura donc en faisant le rapport des équations 1 / 2 ( R1 x I1 ) / ( R2 x I2 ) = ( R3 x I3 ) / ( R4 x I4 ) R1 / R2 = R3 / R4 vous retrouvez le produit en croix. Si la résistance à déterminer Rx se trouve à la place de R3, alors : RX = R3 = ( R1 / R2 ) x R4 Donc : à l'équilibre du pont, les produits en croix des résistances sont égaux Le pont à fil est une variante du pont de Wheatstone. Méthode du pont à fil Le pont à fil est une variante du pont de Wheatstone. Nul besoin de résistance réglable étalonnée. Il suffit d'un résistor R de précision ayant de préférence une résistance de même ordre de grandeur que celle du résistor inconnu et d'un fil résistant homogène et de section constante que l'on tend entre deux points A et B. On déplace un contact le long de ce fil jusqu'à obtenir un courant nul dans le galvanomètre. La résistance d'un fil étant proportionnelle à sa longueur, on trouve aisément la résistance Rx inconnue après avoir mesuré les longueurs La et Lb. Comme fil, on utilise du constantan ou du nichrome avec une section telle que la résistance totale du fil soit de l'ordre de 30 Ω. Pour obtenir un dispositif plus compact, il est possible d'utiliser un potentiomètre multi-tours. Il est possible d'utiliser un pont à fil pour réaliser un pont de Wheatstone. Un détecteur de zéro est branché entre le curseur du pont et le point commun à une résistance étalon R et la résistance inconnue Rx. On déplace le contact C le long du fil jusqu'à obtenir une valeur nulle dans le détecteur. Lorsque le pont est à l'équilibre, on a : Ra x Rx = Rb x R La résistance d'un fil étant proportionnelle à sa longueur, le rapport Rb / Ra est égal au rapport K des longueurs Lb / La. Finalement, on a : Rx = R x K Simulateur numérique d’un pont à fil DIY Pour rendre cette méthode plus concrète, voici un simulateur numérique dynamique. Faites varier la valeur de R et le rapport Lb / La avec la souris pour annuler la tension du pont et trouvez la valeur de Rx. DIY : vérifiez la théorie. R = 10 Ω R = 100 Ω R = 1 kΩ R = 10 kΩ Copyright © 2020-2024 instrumentic.info contact@instrumentic.info Notre sommes fiers de vous proposer un site sans cookie et sans aucune publicité. C'est votre soutien financier qui nous permet de durer. Cliquez !
Générateur de courant Un générateur de courant impose une intensité Im à travers la résistance inconnue Rx, on mesure la tension Vm apparaissant à ses bornes. Un tel montage ne permet pas de mesurer avec précision des résistances dont la valeur excède quelques kΩ car le courant dans le voltmètre Voltmètre analogique Ils sont généralement constitués d'un milli-ampèremètre en série avec une résistance élevée. Voltmètres analogiques n'est alors plus négligeable (la résistance interne du voltmètre Voltmètre analogique Ils sont généralement constitués d'un milli-ampèremètre en série avec une résistance élevée. Voltmètres analogiques étant généralement de 10 MΩ). Le montage est donc complété par un générateur de courant auxiliaire asservi à la valeur de la tension mesurée par le voltmètre Voltmètre analogique Ils sont généralement constitués d'un milli-ampèremètre en série avec une résistance élevée. Voltmètres analogiques et chargé de délivrer le courant dans le voltmètre Voltmètre analogique Ils sont généralement constitués d'un milli-ampèremètre en série avec une résistance élevée. Voltmètres analogiques . Lorsque la valeur de la résistance Rx est inférieure à une dizaine d'ohms, pour éviter de prendre en compte les diverses résistances de connexion, il convient de mettre en œuvre un montage particulier, réalisé dans les ohmmètres 4 brins.
Générateur de tension Le générateur idéal de tension est un modèle théorique. C'est un dipôle capable d'imposer une tension constante quelle que soit la charge reliée à ses bornes. Il est également appelé source de tension. On utilise un ampèremètre pour mesurer le courant I circulant dans une résistance Rx à laquelle on applique une faible tension V définie. Cette méthode est utilisée dans les ohmmètres analogiques munis de galvanomètre à cadre mobile.
Utilisation d'un des calibres Utilisation d’un Ohmmètre Voici un exemple d’utilisation typique d’un ohmmètre du commerce. Utiliser l'un des calibres de la zone verte. On a le choix entre - 2 MΩ - 200 kΩ - 20 kΩ - 2 kΩ - 200 Ω Actuellement, rien n'étant connecté aux deux bornes de l'ohmmètre, on mesure la résistance de l'air entre ces deux bornes. Cette résistance est supérieure à 2 MΩ. L'ohmmètre ne peut pas donner le résultat de cette mesure, il affiche 1 à gauche de l'écran.
La résistance est branchée à la borne COM et à la borne Ω. Brancher l'ohmmètre Si on n'a aucune idée de la valeur de la résistance à mesurer, on peut garder le calibre 2 MΩ et faire une première mesure. Si on connaît l'ordre de grandeur de la résistance, on choisit le calibre juste supérieur à la valeur estimée. Quand la résistance est utilisée dans un montage, il faut l'en extraire avant de la connecter à l'ohmmètre. La résistance à mesurer est simplement branchée entre la borne COM et la borne repérée par la lettre Ω. Lecture du résultat Ici, par exemple, on lit : R = 0,009 MΩ Autrement dit R = 9 kΩ
Choix d'un calibre plus précis Puisque la valeur de la résistance est de l'ordre de 10 kΩ, on peut adopter le calibre 20 kΩ. On lit alors : R = 9,93 kΩ Le calibre suivant (2 kΩ) est inférieur à la valeur de R. Nous ne pourrons donc pas l'utiliser.
La valeur de la résistance est indiquée par trois bandes colorées Cohérence Cohérence du résultat de la mesure avec la valeur marquée sur le corps de la résistance La valeur de la résistance est indiquée par trois bandes colorées. Une quatrième bande indique la précision du marquage. Ici, cette bande de couleur or signifie que la précision est de 5%. A chaque couleur correspond un chiffre : Ici le marquage indique : R = 10 × 103 Ω à 5% près. soit : R = 10 kΩ à 5% près. 5% de 10 kΩ = 0,5 kΩ. La résistance R est donc comprise dans l'intervalle : 9,5 kΩ ≤ R ≤ 10,5 kΩ Le résultat de la mesure R = 9,93 kΩ est bien compatible avec le marquage. On pourra finalement écrire : R ≈ 9,9 kΩ Valeur Couleur dernier de gauche : multiplicateur à droite : tolérance 0 ████ 1 - 1 ████ 10 1% 2 ████ 102 2% 3 ████ 103 - 4 ████ 104 - 5 ████ 105 0.5% 6 ████ 106 0.25% 7 ████ 107 0.1% 8 ████ 108 0.005% 9 I_____I 109 - - ████ 0.1 5% - ████ 0.01 10%
Générateur continu, galvanomètre g, résistances R1 et R2 et résistance réglable R4. Méthode du pont de Wheatstone Un ohmmètre ne permet pas des mesures de grande précision. Si on désire diminuer les incertitudes, il existe de méthodes de comparaison de résistances à l'aide de ponts. Le plus célèbre est le pont de Wheatstone. Il faut disposer d'un générateur continu, d'un galvanomètre g, de résistances calibrées R1 et R2 et d'une résistance réglable étalonnée R4. R1 et R2 d'une part et R3 et R4 d'autre part constituent des diviseurs de la tension E d'alimentation du pont. On règle la résistance R4 pour obtenir une déviation nulle dans le galvanomètre pour équilibrer le pont.
Calcul R1, R2, R3 et R4 sont les résistances traversées respectivement par les intensités I1, I2, I3 et I4. UCD= R x I si I = 0 alors UCD = 0 UCD = UCA + UAD 0 = - R1 x I1 + R3 x I3 R1 x I1 = R3 x I3 équation 1 UCD = UCB + UBD 0 = R2 x I2 - R4 x I4 R2 x I2 = R4 x I4 équation 2 D'aprés la loi des noeuds : I1 + I = I2 si I = 0 => I1 = I2 I3 = I + I4 si I = 0 => I3 = I4 On aura donc en faisant le rapport des équations 1 / 2 ( R1 x I1 ) / ( R2 x I2 ) = ( R3 x I3 ) / ( R4 x I4 ) R1 / R2 = R3 / R4 vous retrouvez le produit en croix. Si la résistance à déterminer Rx se trouve à la place de R3, alors : RX = R3 = ( R1 / R2 ) x R4 Donc : à l'équilibre du pont, les produits en croix des résistances sont égaux
Le pont à fil est une variante du pont de Wheatstone. Méthode du pont à fil Le pont à fil est une variante du pont de Wheatstone. Nul besoin de résistance réglable étalonnée. Il suffit d'un résistor R de précision ayant de préférence une résistance de même ordre de grandeur que celle du résistor inconnu et d'un fil résistant homogène et de section constante que l'on tend entre deux points A et B. On déplace un contact le long de ce fil jusqu'à obtenir un courant nul dans le galvanomètre. La résistance d'un fil étant proportionnelle à sa longueur, on trouve aisément la résistance Rx inconnue après avoir mesuré les longueurs La et Lb. Comme fil, on utilise du constantan ou du nichrome avec une section telle que la résistance totale du fil soit de l'ordre de 30 Ω. Pour obtenir un dispositif plus compact, il est possible d'utiliser un potentiomètre multi-tours. Il est possible d'utiliser un pont à fil pour réaliser un pont de Wheatstone. Un détecteur de zéro est branché entre le curseur du pont et le point commun à une résistance étalon R et la résistance inconnue Rx. On déplace le contact C le long du fil jusqu'à obtenir une valeur nulle dans le détecteur. Lorsque le pont est à l'équilibre, on a : Ra x Rx = Rb x R La résistance d'un fil étant proportionnelle à sa longueur, le rapport Rb / Ra est égal au rapport K des longueurs Lb / La. Finalement, on a : Rx = R x K
Simulateur numérique d’un pont à fil DIY Pour rendre cette méthode plus concrète, voici un simulateur numérique dynamique. Faites varier la valeur de R et le rapport Lb / La avec la souris pour annuler la tension du pont et trouvez la valeur de Rx. DIY : vérifiez la théorie. R = 10 Ω R = 100 Ω R = 1 kΩ R = 10 kΩ