EDU-003 (Franc.s).cdr
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1. MODULES EDUCATIFS Pour l ENSEIGNEMENT et la PRATIQUE de l ELECTRONIQUE www cebek com a EDU 003 La R sistance sidi L EDU 003 pr sente en cinq le ons pratiques les principes les caract ristiques et le code de la r sistance de carbone le r sultat lectrique de son application dans des configurations diff rentes et enfin l omnipr sent th or me de Th venin Pour r aliser les diff rentes le ons pratiques le module n a besoin que d un alimentateur et d un multim tre Le reste des op rations se r alise avec les l ments fournis avec le circuit Les r f rences techniques permettront l l ve d approfondir dans chaque domaine exp rimental Le on pratique l D finition de la R sistance Comportement en S rie Le on pratique 2 Comportement R sistances en Parall le tension et courant Le on pratique 3 Le Diviseur de Tension Comportement et calculs Le on pratique 4 Th or me de Th venin R sistance de Th venin Le on pratique 5 Th or me de Norton Le on pratique 6 Auto configuration S rie Parall le Contr le de tension et E DU 003 La R sistance A Garantie et Consid rations Les modules Educatifs Cebek de la s rie EDU pr sentent plusieurs le ons pratiques pour analyser exp rimenter et apprendre les connaissances de base sur le th me en question Leur fonction n est cependant pas de faire un mini cours sur chaque mati re mais de compl menter2. Symbole lectrique Symbole lectrique de la R sistance fixe de la R sistance variable d une NTC e Lecture de R sistances Il existe un code de couleurs commun tous les fabricants qui permet d identifier visuellement la valeur de la r sistance En la pla ant avec la bande de tol rance orient e vers le c t droit les deux premi res bandes de gauche indiquent la valeur ohmique La troisi me bande indique le nombre de z ros et la quatri me la tol rance de la valeur globale La r sistance de l exemple 560K 5 Valeur Tol rance Nbre de z ros Correspondance Valeur Couleur Cw 0 c1 CO 2 Co 3 oies 4 noir marron rouge orange jaune FO 5 co 5 FN 7 ct 8 9 leu a vert violet gris Blanc ae Tol rance 5 Couleur Or 2 Couleur jaune t 1 Couleur noire E DU 003 La R sistance e Le on pratique l Comportement en S rie La r sistance en tant qu l ment d opposition au passage d lectrons limite en proportion directe le courant qui la traverse par rapport la tension appliqu e Ce principe est connu sous le nom de la Loi d Ohm pour laquelle on peut tablir la formule de calcul suivante Loi d Ohm V R I V Tension R R sistance Intensit a La le on pratique permet de vec v rifier la Loi d Ohm ainsi que le principe du comportement des Z Le z Z e R1 r sistances plac es en S rie 1K 0 5W configuration
3. circuit ainsi que l tat du fusible Bien que les le ons d crites puissent se r aliser en suivant les indications du manuel nous vous recommandons la supervision d un enseignant pouvant vous conseiller et vous apporter une aide sur les concepts d crits Dans le circuit chaque le on pratique restera d limit e par un rectangle avec le num ro correspondant Une ou plusieurs exp riences pourront tre report es cette e Alimentation du module Le module s alimente avec une tension de 12 V D C II faut utiliser une source d alimentation stable du laboratoire ou la source Cebek FE 1 13 L alimentation du circuit se r alise uniquement par l interm diaire du connecteur m le de la plaque il ne faudra pas injecter de signal sur aucun autre terminal du circuit Une fois aliment le circuit fournit les tensions n cessaires pour exp rimenter partir de chaque le on pratique Pour la connexion de l alimentation le module inclut un c ble avec un connecteur m le une extr mit et les fils nu l autre extr mit Connectez chacun des terminaux en respectant la polarit du connecteur la sortie correspondante de la source d alimentation Puis vous pourrez l ins rer dans le module Remarque Le fusible du circuit est de 200 mA Connecteur femelle Connecteur m le e Mat riel n cessaire Vous n aurez besoin d aucun mat riel ni de composants additionnels pour exp rimenter avec ce module Il suffi
4. le on pratique suivante montre diverses applications de diff rentes r sistances en parall le ainsi que le comportement du courant et de la tension Avant de commencer cette le on pratique le commutateur SW2 doit tre en positon ouverte Puis vous placerez un amp rem tre entre les pointes de test TP2A et TP2B en retirant JP2 pour permettre la connexion en s rie Avec la mesure obtenue vous devrez r aliser la m me op ration de lecture sur le TP5A B Si vous ne disposez pas de deux amp rem tres vous pouvez r installer JP2 et extraire uniquement JP5 Vous pourrez observer que le courant obtenu est exactement le m me avant et apr s l installation de la r sistance environ 5 6 mA puisque dans un circuit en s rie la valeur de courant qui y circule est la m me en tout point du circuit E DU 003 La R sistance e Le on pratique 2 Configuration en Parall le suite Si l on maintient SW2 en position ferm e ainsi que tous les jumpers ins r s les r sistances R3 R4 et R5 resteront connect es en parall le En pla ant un voltm tre entre TP2B et TP3B ainsi qu entre TP4B et TP5A on pourra lire la chute de tension correspondante chaque r sistance Ainsi le r sultat obtenu sera approximativement 6 8 V le m me pour chacune d entre elles Par cons quent dans une configuration de r sistances en parall le la chute de tension n est pas affect e mais d termin e par la r sistance individuelle qui la compose cont
5. parall le l aide du calcul th orique on peut utiliser 1 T 71 1 RI R2 R3 Rtotal En appliquant les valeurs de la le on pratique 1 K2 pour chaque r sistance le r sultat Calcul de R sistances en parall le serait 400 Ohms On remarque qu il s agit pratiquement du m me r sultat que l on obtenait par l interm diaire des registres de tension et de courants r els de la le on pratique Il existe des m thodes plus simples pour le calcul des r sistances en parall le comme par exemple lors de l utilisation de r sistance de valeurs gales Dans ce cas la valeur est gale la division des valeurs ohmiques par le nombre de r sistances mise en parall le Avec des r sistances de valeurs diff rentes plac es en parall le le r sultat de valeur E DU 003 La R sistance e Le on pratique 3 Le diviseur de Tension Dans un sch ma de r sistances plac es en s rie la tension fournie se r partit entre elles Ce comportement est utilis constamment dans diverses configurations et circuits et partir de ceci on peut obtenir une valeur concr te de tension en un point d termin En appliquant la Loi d Ohm on obtient la formule de calcul pour d terminer le diviseur de tension sp cifique chaque application Diviseur de Tension VA Vcc R2 Va RI R2 Vss a R1 R2 A e La le on pratique 3 permet d exp rimenter avec trois diviseurs diff rents de tensions les trois c
6. sulte dans chaque diviseur de tension obtenu est toujours gale Vcc divis e par le nombre de r sistances plac es jusqu ce diviseur Par exemple pour cinq r sistances mont es en s rie les diviseurs de tension se succ deraient Vcc 2 Vcc 3 Vcc 4 et Vcc 5 Sur TP8 V3 demeure tabli entre 6 et 9 V approx Contrairement au premier diviseur lorsque la r sistance variable est r f r e Vcc l ajustement maximum sera toujours la valeur de Vcc En effet cette condition est due au m me ph nom ne produit par la situation de court circuit dans la laquelle se trouve le potentiom tre lorsqu il est plac l une des extr mit s Sch ma Electrique de la Le on pratique 3 E DU 003 La R sistance D Le on pratique 4 Le Th or me de Th venin Le th or me de Th venin d termine que tout sch ma de mailles multiples peut se r sumer une seule maille convertissant ainsi l analyse d un circuit tr s compliqu en un circuit simple Cette capacit dote le th or me de nombreuses applications et le rend indispensable pour r soudre les pannes pour concevoir ou analyser des circuits lectroniques La le on pratique 4 simule la connexion d une charge ind termin e entre TP9A et TP9B La recherche du voltage de Th venin VTH s obtient en visualisant les circuits obtenus lors de l ouverture imaginaire de la r sistance de charge RL On obtient ainsi deux diviseurs de tension simples L un avec un
7. 7 0 5W JP7A R15 JP7B 10 0 5W JP8A R16 JP8B 471 0 5W JP9A R17 JP9B TP11A 0 m6 TP11B 100 0 5W JP10A R18 JP10B Test Polnt 220 0 5W Test Point JP11A R19 JP11B 330 0 5W JP12A R20 JP12B 560 0 5W JP13A R21 JP13B 1K 0 5W Le on pratique 5
8. as les plus communs pouvant se pr senter division de tension fixe variable par rapport Vcc ou variable par rapport la masse L exercice doit commencer en obtenant les valeurs th oriques VI V2 et V3 par l interm diaire de la formule de calcul des diviseurs de tension Puis on placera un voltm tre entre les pointes de test TP6A et TP6B TP7A et TP7B et entre TP8A et TP8B vec vec vec Sur TP6 VI reste tablie entre 0 et 3 V Dans un diviseur de tension lorsque le potentiom tre ou la r sistance variable sont r f r s la masse l ajustement minimum sera toujours z ro Si la place de la masse on injectait une tension diff rente de z ro Vss dans la formule la Test Point Test Point Test Point R7 180 0 5W RV2 R6 100 oW PT 15V 100 TP7A TP8A Test Point Test Point Test Point RV1 R9 PT 15V 100 V y3 R8 V2 180 0 5W 180 0 5W TP6B TP7B TP8B valeur minimale serait toujours Vss Cela est d l in vitable situation de court circuit que la r sistance variable acquiert lorsqu elle est plac e une extr mit apparaissant alors la valeur int grale de Vss ou masse dans VI Sur TP7 le diviseur de tension est compos de deux r sistances fixes et gales par cons quent la tension dans V2 est toujours la m me 4 5 V la moiti de Vcc Dans une configuration en s rie avec des r sistances successives de m mes valeurs la tension qui en r
9. de servir de base et de permettre l exp rimentation sur le mat riel th orique du professeur Pour cette raison nous recommandons l utilisation des modules EDU sous la supervision et l attention de l enseignant Cebek n offre pas de service de consultations en ce qui concerne la th orie ou les principes de fonctionnement concernant le sujet trait par le module Il offre seulement une assistance technique relatives aux questions ou aux probl mes manant du fonctionnement intrins que du circuit Tous les modules Cebek de la s rie EDU b n ficient d une garantie totale de 3 ans en composants et main d uvre Les pannes ou dommages d des causes externes au circuit des connexions erron es ou une installation ou un fonctionnement non sp cifi s dans la documentation du module ne seront pas couverts par la garantie il en sera de m me pour toutes erreurs de manipulations Pour tout probl me il faudra pr senter la facture d achat de l appareil Pour contacter le d partement technique envoyez un message sat cebek com ou un fax au N 34 93 432 29 95 ou encore un courrier l adresse suivante CEBEK c Quetzal 17 21 08014 Barcelona SPAIN se R glementation et identification des El ments de la s rie EDU Pour faciliter une identification rapide et une r glementation unique pour les diff rentes le ons pratiques et circuits des modules ducatifs Cebek tous les l ments communs r pondent un code de c
10. e tension de 4 5 V et l autre avec une tension de 3 V VTH sera gal la diff rence entre ces deux voltages 1 5V La r sistance de Th venin de la le on pratique RTH se r sout en visualisant l alimentation du sch ma comme un court circuit Ainsi le r sultat refl te deux circuits s rie en parall le indiquant facilement le calcul 417 Ohms VCC VCC R10 470 0 5W RL TP10A v n Test Point VTH Test Point R11 R13 470 0 5W 270 0 5W TP10B Test Point Test Point Sh ma Electrique de la Le on pratique 4 Apr s l obtention de la r sistance et du voltage de Th venin le circuit quivalent de Th venin correspondant cette le on pratique est compl tement d fini R10 1 5 V Es Es 470 0 5W 560 0 5W RTH s R11 R13 p 417 Test Point ee EE Test Point TP9A 470 0 5W 270 0 5W Test Point Calcul de la r sistance de Th venin TP9B Circuit quivalent de Th venin Test Point en La le on pratique 5 inclut huit r sistances pouvant tre connect es en parall le entre elles selon les besoins par l interm diaire de la fermeture des jumpers correspondants L exp rimentation consiste calculer pr alablement la valeur qui r sultera des r sistances que vous souhaitez connecter en parall le Ensuite en installant un ohmm tre entre les pointes de test TPI IA et TPIIB vous pourrez comparer la valeur obtenue avec la valeur calcul e de mani re th orique JP6A R14 JP6B 4
11. ouleur ou une forme r aliser les lectures des param tres relatifs la le on pratique La couleur indique que la pointe de Test TP est connect e au positif ou au n gatif du circuit lecture de courant de tension charge etc TP circuit TP circuit TP Tension TP Courant Pointe de Test TP Elle permet de connecter les pointes de l oscilloscope ou du multim tre pour Y Rouge Noir Jaune Bleu TP Sans courant ou TP C A Blanc Commutateur Interrupteur Selon la couleur du capuchon il contr lera la tension le courant ou y r y Alimentation Courant Tension Logique Rouge Bleu Jaune ert Jumper Point Important Permet de fermer ou d ouvrir Point important un signal ou circuit lectrique Rappel ou partie m moriser E DU 003 La R sistance e Avant de commencer Avant de commencer une le on pratique il est important de lire attentivement son manuel d instructions et les indications correspondantes R alisez correctement les connexions au niveau des points de contact indiqu s sinon les mesures qui d pendent de ces connexions seront confuses ou incorrectes Ne r alisez pas de connexions non sp cifi es ni de court circuit dans ces instructions car vous pourriez endommager le circuit Si la led de l alimentation PWR ne s allume pas ou si sa fonction cesse soudainement d connectez vite l alimentation du dispositif et v rifiez qu il ne se produise aucun court
12. ra des instruments de mesure de base pour pouvoir obtenir et comparer les valeurs des le ons pratiques Pour ce module vous aurez besoin d un ou de plusieurs multim tres avec leur fonction de voltm tre d amp rem tre ou de ohmm tre Si vous disposez d un oscilloscope vous pourrez aussi l utiliser pour remplacer le voltm tre Bibliographie Principes de l Electronique E McGraw Hill Auteur Albert Paul Malvino Sur Google Resistors E DU 003 La R sistance e La R sistance D finition et types Au niveau lectrique les mat riaux peuvent tre conducteurs isolants ou partiellement conducteurs Les mat riaux partiellement conducteurs offrent une opposition au flux lectrique la moyenne de laquelle conditionne la valeur r sistive des mat riaux Ces l ments sont connus comme composants lectriques passifs L un d eux est la r sistance savoir un composant lectrique qui offre une r sistance d une valeur concr te au passage du courant Les r sistances se divisent principalement en trois groupes R sistances lin aires fixes ou r sistance commune avec une valeur concr te d termin e par le fabricant R sistances variables avec une valeur ajustable ext rieurement entre deux marges tablies par le fabricant R sistances non lin aires comme ntc Idr etc dont la valeur change selon la temp rature la luminosit etc laquelle elles sont soumises E Symboles lectriques
13. rairement une configuration en s rie o il se produit une r partition ou une division de tension expliqu dans la le on pratique 3 Pour v rifier le comportement de l intensit retirez JP5 et placez de nouveau un amp rem tre entre les pointes de test TP5A et TP5B Le courant obtenu celui du led est d environ 7 mA et se divise en trois courants diff rents un pour chaque circuit parall le et ce proportionnellement la r sistance de chacun Dans cette le on pratique comme toutes les r sistances ont la m me valeur le courant se divisera en trois parties gales de 5 7 mA approx Donc chaque circuit ajoute son intensit dans le point commun identifi par TP5A et la luminosit du led sera plus intense au fur et mesure que vous ajouterez l un apr s l autre les trois circuits parall les En appliquant les formules de la Loi d Ohm si V Vcc VLed 9 2 7 V et la lecture de courant obtenue 7 mA la r sistance totale du circuit devait tre VCC VCC VCC TP2A TP3A TP4A Test Point Test Point Test Point 1 JP2 s JP3 JP4 1 Jumper 1 Jumper Jumper Test Point Test Point Test Point R4 1K2 0 5W R5 1K2 0 5W R3 1K2 0 5W SW2 SW 1Pos Test Point 1 JPS Jumper TP5B Test Point LD2 Red 5 mm Sch ma Electrique de la Le on pratique 2 approx 41 ohms Cependant lorsqu il est n cessaire d obtenir la valeur totale de diff rentes r sistances plac es en
14. s rie En premier lieu il faut placer un amp rem tre entre les pointes de test TPIA et TPIB et retirer le Test Point R2 l 1 JP1 1K 0 5W jumper JPI pour permettre sa E connexion en s rie PIE LD1 Si le commutateur SWI se trouve AA connect RI la consommation s tablira aux environs des 7 mA Par contre en positionnant SW2 en connexion avec R2 le courant circule Test Point Green 5 mm Sch ma Electrique de la Le on pratique 1 a travers les deux r sistances donc l opposition de celles ci sera double et la consommation sera r duite 3 6 mA Comme vous pouvez appr cier la luminosit du led diminue lorsque la limitation de courant d termin par RI ou RI R2 augmente Comparons la valeur obtenue par le calcul de l application de la Loi d Ohm I V R en soustrayant les 2 V qui sont absorb es par le led 7 1000 0 007 A alors qu en connectant en s rie RI et R2 7 2000 0 0036 A Par cons quent on en d duit que l imp dance ou r sistance ohmique totale dans une configuration de r sistances en s rie est gale la somme de l ensemble de leur valeur R sistances en S rie L imp dance ou r sistance ohmique totale dans une configuration de r sistances en s rie est gale la somme de l ensemble de leur valeur e Le on pratique 2 Comportement en Parall le Ajouter plus de r sistances ne signifie pas toujours une augmentation de la capacit ohmique du circuit obtenu La
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