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    sur 7

    REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

    Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique


    Centre Universitaire Morsli Abdallah de Tipaza

    Institut des Sciences et Technologies

    Département de l’électronique

    Mini-projet : Application des notions de fonction et de gestion de projet

    Thème : voltmétre analogique

    Module : avant-projet

    Réalisé par :

    Kirous yasmine
    Djellaoui fella
    Benmoussi faiza
    Medjadj hind

    Bennacer braham
    Habani lounis

    Année universitaire : 2019-2020


    I. Objectif
    Ce TP a pour but d’étudier et comprendre le fonctionnement d’un voltmètre analogique.

    II. Introduction
    La mesure joue un rôle de plus en plus important dans les domaines électriques et électroniques.
    On mesure avec pour but la vérification expérimentale d'un circuit, la modélisation, la mise au
    point ou le dépannage d'un montage, la certification d'un procédé ou d'un produit, dans le
    domaine industriel et la maintenance ou la réparation d'un dispositif électrique ou électronique.
    Dans le domaine électrique et électronique, on utilise plusieurs types d'appareils de mesure, tels
    que les voltmètres (analogique et numérique) pour mesurer des tensions, les ampèremètres pour
    mesurer des intensités, les wattmètres pour mesurer des puissances et les ohmmètres pour
    mesurer des résistances etc...

    III. Fonctionnement d’un voltmètre


    Afin de bien connaître le fonctionnement d’un voltmètre, il est nécessaire d’appliquer :
    III.1. La méthode QQQOCP :
    III.1.1. Qui a inventé le voltmètre ?
    Le voltmètre a été inventé en 1820 par Johann Schweigger (physicien allemand) à l'université de
    Halle. Il a été amélioré ensuite par d'autres scientifiques comme André-Marie Ampère.
    III.1.2. Quand le voltmètre fonctionne-t-il ?
    On utilise ainsi un voltmètre pour déterminer si un circuit électrique est sous tension ou non,
    pour vérifier si un appareil a une fuite d’électricité et à quoi correspondent les fils sur une vieille
    installation quand on souhaite faire des travaux électriques chez soi sans risquer de
    s’électrocuter. Il existe même de nos jours des voltmètres qui s’auto-calibrent pour nous donner
    la mesure la plus précise possible en nous indiquant si le circuit mesuré est en courant alternatif
    ou en courant continu.
    Le voltmètre s’utilise aussi pour mesurer la tension contenue dans une pile ou une batterie
    (automobile, téléphone, jouets pour enfants, …).
    III.1.3. Où on peut utiliser un voltmètre ?
    Le voltmètre est l’appareil qu’il nous sert pour tester des installations électriques dans une
    maison, un chantier, etc.
    III.1.4. Comment fonctionne un voltmètre analogique ?
    Lexique d’utilisation d’un voltmètre : les bornes : on utilise les bornes COM et V.
    La borne COM signifie « commun ». Le commun est négatif (le neutre), tandis que la borne V
    signifie volt et elle est positive (la phase).
    Le branchement : le voltmètre est toujours branché en dérivation ou en parallèle. Concrètement,
    cela signifie qu’il est donc relié aux deux bornes du dipôle dont on veut connaître la tension.
    Le calibre : le calibre correspond à la tension maximale qui peut être mesurée. Pour obtenir la
    meilleure précision de mesure, il faut choisir le calibre le plus petit possible. Pour tester une pile
    de 9 volts, on calibrera l’appareil sur le calibre supérieur continu le plus proche (généralement 20
    VDC), alors que pour mesurer la bonne tension d’une prise électrique, on calibrera
    habituellement l’appareil sur 600 VAC.
    III.1.5. Pourquoi on utilise un voltmètre ?
    Le principe d’un voltmètre est de mesurer la tension qui parcourt un circuit. Pour mesurer cette
    tension, ce que mesure en réalité le voltmètre, c’est une différence de potentiel entre deux points
    de ce circuit. Classiquement, entre la phase et le neutre. Prenons l’exemple d’une pile de 4,5V :
    la phase délivre un potentiel de 4,5, le neutre un potentiel de 0. Alors, la différence de potentiels
    est bien de 4,5V.
    III.2. L’analyse fonctionnelle
    III.2.1. Bête à cornes
    Tension
    Technicien
    électrique

    Voltmètre

    Obtenir les caractéristiques d’une tension électrique

    Figure 1 : Bête à cornes d’un voltmètre.


    III.2.2. Diagramme Pieuvre

    Technicien Tension électrique

    FC1 FC2 FP

    Voltmètre Normes de sécurité

    FC4 FC5 FC3

    Environnement Energie

    Figure 2 : Diagramme Pieuvre d’un voltmètre.


    III.2.3. Diagramme SADT
    III.2.3.1. Actigramme

    Un petit courant engendra un champ magnétique, la bobine sera


    déviée et l’aiguille indiquera la tension

    Fils électriques Mesurer la tension Lecture de la tension


    mesurée

    Composants électriques : résistances, condensateurs, bobines, …

    Figure 3 : Actigramme d’un voltmètre.


    III.2.3.2. Datagramme

    Un petit courant engendra un champ magnétique, la bobine sera déviée et


    l’aiguille indiquera la tension

    Branchement en v la tension
    Mesurer Affichage de la différence
    parallèle avec les de potentiel entre deux
    composants bornes du composant

    Composants électriques : résistances, condensateurs, bobines, …

    Figue 4 : Datagramme d’un voltmètre.


    III.2.4. Digramme FAST

    Mesurer une Magnéto - Mesurer en Utiliser une Mesurer les


    tension courant résistance petites
    électrique
    alternatif tensions

    En courant Utiliser le pont


    de diode Pas de mesure
    sinusoïdale
    redresseur

    Ferro - Utiliser des Mesurer la valeur


    résistances en efficace de la
    Électrique
    série tension
    Figure 5 : Digramme FAST d’un voltmètre.
    III.3. Cahier de charge fonctionnelle
    Le symbole utilisé pour présenter un voltmètre dans le schéma d'un circuit électrique est le
    suivant :
    Le voltmètre mesure la différence de potentiel entre deux points quelconques, a et b, d'un circuit
    (voir figure 6). Par conséquent il faut connecter une sonde à chacun de ces points et le voltmètre
    se retrouve placé en parallèle avec la branche ou les branches du circuit situées entre a et b.

    Figure 6 : Branchement d’un voltmètre.


    Une partie du courant du circuit, en arrivant en b, est dévié par le voltmètre. Pour que ce dernier
    perturbe le moins possible le circuit initial, il faut qu'il dévie le moins possible de courant et donc
    que sa résistance interne, RV, soit grande par rapport à celle du circuit.
    Un voltmètre se branche en dérivation dans le circuit.
    Pour mesurer la tension Uab aux bornes a et b de la lampe, il faut brancher le voltmètre entre les
    points a et b.
    Sens de branchement, polarité : La borne marquée V (ou +) doit être reliée au potentiel le plus
    haut (côté positif) et la borne "commune" marquée COM (ou -) au potentiel le plus faible (côté
    négatif). Pour mesurer Uab, il faut relier a à la borne V et b à la borne COM.
    Remarque : Uba = - Uab
    Calibre : on appelle calibre la plus forte tension que peut mesurer le voltmètre (aiguille en bout
    de course pour les appareils analogiques ou plus grand nombre de l'affichage numérique) Tous
    les appareils modernes sont multi calibres : On change de calibre en tournant un commutateur ou
    en déplaçant une fiche.
    Pour éviter de détériorer le voltmètre, on a intérêt à le brancher sur le plus fort calibre. Il ne faut
    pas oublier de baisser le calibre, si nécessaire, pour obtenir un affichage suffisamment précis. Le
    bon calibre est le plus petit calibre possible, c'est-à-dire celui qui est immédiatement supérieur à
    la tension mesurée. Voltmètre réglé sur le calibre 20 V
    Lecture d'un voltmètre à affichage analogique L'aiguille se déplace devant une graduation
    commune à plusieurs calibres. L'indication lue ne représente qu'un nombre de divisions. Il faut
    déduire la tension à partir de ce nombre en tenant compte de la valeur du calibre.
    Figure 7 : Réglage du voltmètre.

    IV. Conclusion
    Pour conclure, on peut dire que, si le voltmètre numérique apporte une amélioration certaine de
    la mesure d’une tension, il ne faut pas négliger le voltmètre analogique car il peut être très utiles
    dans certains cas.

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