Comment trouver la résistance d'un fil en utilisant la loi d'Ohm?
Pour configurer correctement un circuit pour tester la résistance d'un fil, vous aurez besoin d'une maquette avec des connecteurs banane, un voltmètre, un ampèremètre, 5 fils avec des fiches banane aux deux extrémités, une alimentation CC et le fil que vous testez.
La loi d'Ohm décrit le comportement fondamental des circuits électriques. Il existe une relation directe entre le courant, la résistance et la tension. La loi d'Ohm stipule également que la résistance est une constante indépendante du courant et de la tension. Si vous avez un fil dont vous ne connaissez pas la résistance, vous pouvez le calculer simplement en mesurant le courant et la tension qui traversent le fil, puis en le branchant sur la loi d'Ohm.
Partie 1 sur 3: mise en place du circuit de test
- 1Rassemblez le matériel nécessaire. Pour configurer correctement un circuit pour tester la résistance d'un fil, vous aurez besoin d'une maquette avec des connecteurs banane, un voltmètre, un ampèremètre, 5 fils avec des fiches banane aux deux extrémités, une alimentation CC et le fil que vous testez. Tous ces composants peuvent être achetés en ligne ou dans un magasin d'électronique.
- Une planche à pain est un morceau de plastique avec de nombreux trous qui peuvent être connectés ensemble pour former des circuits. Les connecteurs bananes facilitent la construction du circuit.
- Alternativement, vous pouvez utiliser deux multimètres au lieu d'un voltmètre et d'un ampèremètre. Réglez un multimètre sur le réglage de la tension (positions étiquetées V) et un multimètre sur le réglage de l'ampèremètre (positions étiquetées A).
- Il est recommandé d'obtenir les fils de la fiche banane en cinq couleurs différentes pour repérer facilement les erreurs dans la configuration du circuit (blanc, noir, violet, vert et orange).
- 2Connectez l'ampèremètre à l'extrémité positive de l'alimentation. Assurez-vous que l'alimentation et l'ampèremètre sont éteints pendant la construction du circuit. À l'aide du fil blanc de la fiche banane, attachez une extrémité du fil au port du multimètre qui lit 10ADC et branchez l'autre extrémité dans la borne positive de l'alimentation CC.
- Assurez-vous que le multimètre est réglé sur une position étiquetée "A".
- Soyez prudent lors de la configuration du circuit. Si l'alimentation est laissée allumée, cela peut endommager vos instruments et vous pourriez recevoir un petit choc en branchant des choses.
- 3Connectez l'ampèremètre à la planche à pain. À l'aide d'un deuxième fil avec des fiches bananes (noir), branchez une extrémité du fil au port COM du multimètre, puis insérez l'autre extrémité dans le connecteur connecté à la planche à pain.
- L'ampèremètre sera connecté en série avec le reste du circuit.
- 4Connectez le voltmètre à l'ampèremètre. En prenant un nouveau fil avec des extrémités de fiche banane (violet), insérez une extrémité dans le port VΩ du voltmètre. Prenez l'autre extrémité et insérez-la dans le haut de la fiche banane noire qui relie l'ampèremètre à la planche à pain.
Parce que vous voulez calculer la résistance du fil, vous devrez réorganiser l'équation pour résoudre la résistance. - 5Insérez le fil dans la planche à pain. À côté de la pile noire/violette, insérez une extrémité du fil dans une fente de la planche à pain et l'autre extrémité plus bas sur la planche à pain.
- Si le fil est isolé (a un revêtement en plastique), assurez-vous d'enlever suffisamment d'isolant aux extrémités pour que seul le fil dénudé soit inséré dans la planche à pain.
- 6Connectez la borne négative de l'alimentation à la maquette. Avec le fil vert, branchez une extrémité du fil dans la borne négative de l'alimentation et insérez l'autre extrémité du fil de la fiche banane directement à côté du fil que vous testez.
- A ce stade, la borne positive de l'alimentation doit être connectée à l'ampèremètre et la borne négative connectée à la maquette à côté du fil expérimental.
- 7Connectez le voltmètre à l'alimentation. C'est la dernière connexion pour compléter le circuit. Avec le fil orange, branchez une extrémité dans le port COM du voltmètre, puis insérez l'autre extrémité dans le haut du fil vert qui est connecté à l'alimentation. Cette configuration est essentielle au bon fonctionnement de l'ensemble du circuit.
- Le voltmètre est maintenant connecté en parallèle au reste du circuit.
- 8Allumez l'ampèremètre. Assurez-vous que l'ampèremètre est réglé sur DC. Réglez également l'ampèremètre sur le réglage d'ampérage le plus élevé (généralement 10 A) pour éviter d'endommager l'équipement.
- Si vous ne voyez aucune lecture après avoir allumé l'alimentation, baissez-la au réglage d'ampérage inférieur (généralement 400 mA).
- 9Allumez le voltmètre. Assurez-vous que le voltmètre est tourné vers la position étiquetée V avec deux lignes dessus: une en pointillé et une pleine. Cela indique la tension continue avec laquelle vous travaillez.
- Si vous ne voyez aucune lecture, essayez de changer les paramètres de V (volts) en mV (millivolts).
- 10Allumez l'alimentation. Assurez-vous que l'alimentation est branchée et allumez-la. Vous devriez immédiatement voir les lectures sur l'ampèremètre et le voltmètre. Avec le circuit configuré de cette façon, vous pouvez utiliser les lectures de ces deux compteurs pour calculer la résistance à travers le fil.
- Enregistrez les lectures pour le courant de l'ampèremètre et la tension du voltmètre.
- Assurez-vous que tout est correctement connecté et bien branché avant d'allumer l'alimentation.
Avec le fil orange, branchez une extrémité dans le port COM du voltmètre, puis insérez l'autre extrémité dans le haut du fil vert qui est connecté à l'alimentation.
Partie 2 sur 3: calcul de la résistance
- 1Définir la loi d'ohm. La loi d'Ohm stipule que I = V/R où «I» est le courant circulant dans le circuit, «V» est la tension appliquée au circuit et «R» est la résistance. La résistance est la mesure de la difficulté pour les électrons de traverser un fil.
- 2Réorganiser la loi d'ohm pour résoudre la résistance. Parce que vous voulez calculer la résistance du fil, vous devrez réorganiser l'équation pour résoudre la résistance. Cela donne R = V/I. Si vous déterminez expérimentalement la quantité de courant et de tension traversant le fil, vous pouvez calculer la résistance.
- 3Branchez les chiffres déterminés expérimentalement. En utilisant les résultats expérimentaux que vous avez obtenus de votre circuit, vous pouvez calculer la résistance du fil en question. Branchez les nombres pour le courant (I) obtenu à partir de l'ampèremètre et la tension (V) obtenue à partir du voltmètre de votre circuit dans l'équation.
- Par exemple: Après avoir configuré votre circuit, vous avez constaté que le courant était de 10 ampères et que la tension était de 100 volts. R = V/I = 100/10.
- 4Résoudre la résistance. Une fois que vous avez branché les chiffres, prenez simplement la tension divisée par le courant pour déterminer la résistance du fil.
- Par exemple: R = V/I = 100/10 = 10 ohms. La résistance du fil est de 10 ohms.
Partie 3 sur 3: dépannage du circuit
- 1Assurez-vous que tous les composants sont bien connectés. Des connexions serrées sont essentielles pour compléter le circuit. Si l'un des composants est mal connecté, vous pourriez vous retrouver avec un circuit ouvert ou un endroit où l'électricité ne peut pas continuer à circuler. S'assurer que tout est étanche assure un circuit fermé.
Avec le fil vert, branchez une extrémité du fil dans la borne négative de l'alimentation et insérez l'autre extrémité du fil de la fiche banane directement à côté du fil que vous testez. - 2Assurez-vous que le circuit est organisé correctement. Tous les composants du circuit doivent être disposés dans le bon ordre ou cela ne fonctionnera pas. Vous pourriez vous retrouver avec un circuit incomplet ou des composants dans le mauvais ordre, ce qui peut entraîner une défaillance de l'équipement.
- Vérifiez chaque étape et assurez-vous que vous avez tout connecté exactement comme il est dit de le faire.
- Dessinez un schéma de circuit pour utiliser une carte de tous vos composants et connexions.
- 3Retirez l'isolant des extrémités du fil. Si le fil que vous testez est recouvert d'un revêtement en plastique (isolant), cela peut entraver le flux d'électrons dans le circuit. Tous les morceaux de fil branchés sur la planche à pain doivent être exempts d'isolant.
- Utilisez des pinces à dénuder pour couper l'isolant des extrémités du fil avant de l'insérer dans la planche à pain. Si vous rencontrez toujours des problèmes, essayez de couper une plus grande partie de l'isolant du fil.
- 4Assurez-vous que l'alimentation fonctionne. Cela peut sembler évident, mais vérifier l'alimentation est une solution facile si c'est ce qui ne va pas. Assurez-vous qu'il est branché et que la prise à laquelle il est branché fonctionne. S'il est branché et ne s'allume pas, vous devrez peut-être remplacer la source d'alimentation.
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Questions et réponses
- Un conducteur a combien d'électrons de valence?Charge (Q) = I (courant) x T (temps), puis diviser la charge par la charge de l'électron.
