Montage potentiométrique

Montage potentiométrique

 

I - Le diviseur de tension: plaçons en série 2 résistances et réalisons le montage suivant:

Comparons U_AM / U _AB et R_AM / R_AB. On mesure, avec les 2 voltmètres: U_AB = 4,01 V et U_AM = 0,709 V.
D'autre part à l'ohmmètre, on trouve R₁ = R_AM = 98 Ω et R₂ = R_BM = 460 Ω. D'où:

U_AM / U_AB = 0,709 / 4,01 = 0,177

R₁ / (R₁+R₂) = 98 / (98+460) = 0,176

On conclut que

U_AM / U_AB = R₁ / (R₁+R₂)

Si R₁ = R₂ alors U_AM / U_AB = R₁ / (R₁+R₁) = R₁ / 2 R₁ = 1 / 2.

Si R₁ = 10 Ω et si R₂ = 20 Ω, alors U_AM / U_AB = 10 / 30 = 1 / 3.

II - L'échelle de tension: Plaçons en série 10 résistances identiques et mesurons la tension le long de cette chaîne, la borne COM
du voltmètre étant toujours reliée à la borne ( - ) du générateur:

Montage:

n désigne le nombre de résistances en série entre les bornes du voltmètre ( n = 3 pour le schéma précédent).

Résultats:

Ainsi, U₁ = 0,5 V; U₂ = 1,0 V; U₃ = 1,5 V; U₄ = 2,0 V; U₅ = 2,5 V; U₆ = 3,0 V; U₇ = 3,5 V; U₈ = 4,0 V; U₉ = 4,5 V; U₁₀ = 5,0V soit:

U_n = n U₁.

A partir d'une tension imposée par le générateur, on peut obtenir des tensions plus faibles mais la variation se fait par paliers (ici, paliers de 0,5 V).

 

On peut dire que chaque résistance divise la tension totale fournie par le générateur.

III - Le potentiomètre, diviseur de tension:

Il est constitué d'un fil conducteur enroulé sur un support et dont les 2 extrêmités sont reliées extérieurement à des bornes (A et B)
permettant des connexions électriques.
Un curseur conducteur mobile le long de l'enroulement est lui-aussi relié extérieurement à une borne (M).

Potentiomètre radio rotatif (capteur d'angle)

Potentiomètres linéaires (capteurs de position)

Le potentiomètre permet de régler finement une tension: c'est un diviseur de tension.

Le générateur attaque en totalité l'enroulement AB du potentiomètre, l'enroulement est donc sous la tension U_AB.
La partie MB de cet enroulement est sous une tension moindre car sa longueur est plus courte.
On peut prélever une tension U_MB inférieure à la précédente et l'envoyer aux bornes d'un dipôle qu'on placerait à droite du potentiomètre.
Le réglage de la tension est plus fin qu'avec des résistances car le curseur se déplace le long d'un fil.

IV - Le potentiomètre, capteur d'angle - Etude des oscillations d'un pendule pesant:

En rendant solidaires l'axe du potentiomètre radio et celui du pendule, on peut numériser les oscillations du pendule et étudier le comportement de l'angle a au cours du temps. Les variations de cet angle se répercutent sur la partie MB du potentiomètre et donc sur la tension U_MB que l'on envoit sur la voie EA0 de l'interface.

Résultat en visualisant 100 * U₁:

Autre possibilité:

V - Le potentiomètre, capteur de position - Etude des oscillations d'un pendule élastique:

Résultat: