Exercices




Pour aller plus loin

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28
Mesure d’une température avec Arduino

VAL : Appliquer une relation entre grandeurs physiques
ANA : Justifier un protocole

Afin de mesurer une température, on utilise un dipôle appelé thermistance dont la résistance dépend de la température. La thermistance est insérée dans un montage appelé « pont diviseur de tension ». L’objectif de cet exercice est d’établir la relation littérale liant la résistance R1R_1 de la thermistance et la tension à ses bornes.

Temperature Arduino

Le schéma électrique du montage ci-dessus est le suivant :

schéma montage électrique, pont diviseur de tension


1. Reproduire le schéma et flécher les tensions USMU_{\text{SM}}, UPSU_{\text{PS}} et UPM.U_{\text{PM}}.
Couleurs
Formes
Dessinez ici


2. À l’aide de la loi d’Ohm, exprimer les tensions USMU_{\text{SM}} et UPSU_{\text{PS}} en fonction de II.


3. En appliquant la loi des mailles, établir une relation entre les tensions USMU_{\text{SM}} , UPSU_{\text{PS}} et UPM.U_{\text{PM}}.


4. Établir à l’aide des questions précédentes une relation entre II, UPMU_{\text{PM}} , R1R_1 et R2.R_2.


5. En déduire alors la relation suivante dite du pont diviseur de tension : USM=R1UPMR1+R2.U_{\text{SM}} = R_1· \dfrac{U_{\text{PM}}}{R_1+R_2}.


6. Quel est le nom des deux broches (pins) du microcontrôleur Arduino qui permettent de mesurer la tension USMU_{\text{SM}} ?


7. Justifier que ce montage permette de mesurer une température.
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Étude d’un potentiomètre

VAL : Appliquer une relation entre grandeurs physiques
MATH : Calcul littéral

Un potentiomètre se comporte comme une résistance variable à trois bornes. La borne C\text{C} est reliée à un curseur qui est mobile sur une plaque de résistance RR et les deux autres bornes A\text{A} et B\text{B} sont reliées aux extrémités de cette plaque. Entre A\text{A} et C\text{C}, la résistance varie donc selon la position du curseur. Un schéma équivalent permet de modéliser la situation :

schéma étude d'un potentiomètre
On supposera que le courant passant par C est nul.


1. Exprimer la tension UCAU_{\text{CA}} en fonction de II et R1R_1 en précisant la relation utilisée.


2. Exprimer la tension UBAU_{\text{BA}} en fonction de II et RR en précisant la loi utilisée.


3. En déduire la tension UCAU_{\text{CA}} en fonction de UBAU_{\text{BA}} , RR et R1.R_1.


4. Lorsqu’on tourne le bouton vers la droite, le curseur C\text{C} se déplace vers le point B.\text{B}. En déduire si la tension UCAU_{\text{CA}} augmente ou diminue.

INFO :

Les potentiomètres sont des composants électriques très présents dans les montages électroniques. On les utilise aussi pour le contrôle du volume d’un système de son, sur les tables de mixage ainsi que dans certains régulateurs d’éclairage d’intérieur.

Table Mixage
Potentiomètre
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