Principe du voltmètre

[Babar III]

Bonjour,

j'ai quelques difficultés à me représenter le principe de fonctionnement du voltmètre.
En fait, prenons l'exemple d'un circuit composé d'une pile et d'une lampe. Pour mesurer la tension de la lampe, on place le voltmètre en dérivation aux bornes de la lampe. Par ailleurs, j'ai lu que le voltmètre ainsi placé en dérivation aux bornes de la lampe "pompe" du courant afin de déterminer la tension de la lampe.
En fait, c'est ici que je bloque: si le voltmètre est placé en dérivation dans le circuit, il se trouve que la tension aux bornes du voltmètre devrait être la tension aux bornes du générateur, elle-même égale à la tension aux bornes de la lampe. Bref, je ne comprends la façon dont le voltmètre se débrouille pour calculer la tension aux bornes de la lampe. J'aurais besoin d'explications très simples et concrètes pour approcher le phénomène de manière intuitive.

Merci d'avance pour vos éclaircissements.
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[f6bes]

Bjr à toi,
La pilke et la lampe sont à la fois en série et en paralléle.
Lorsqu'on en QUE deux "éléments" c'est ainsi que cela se passe. Si tu rajoiures un troisiéme éléments en paralléle,
le volmétre en l'ocurence il se trouve en paralléle (ou dérivation) sur la LAMPRE et LA PILE en MEME temps.
Si on considére que les fils reliant les différents "éléments" ont une résistance NULLE , c'est bien la tension de l aplile qui se retrouve
aux boornes de la lmape et aux bornes du volmétre.
MAIS c'est la condition SI...résistance ..nulle !
Si tu as une perte de tension entre t apile et ta lampe DU au conducteu ( ce qui est TOIUJOURS le cas) , mais d'une f
açon MINIMALITSTE , tu ne mesures donc QUE la tension aux bornes de la lampe.
Si tes conducteurs sont plus ou moins LONG , ils font perdre une partie de l a tension aux bornes de la lampe .
A+

[LPFR]

Bonjour.
Un voltmètre mesure la tension entre ses bornes à lui.
Et oui, presque tous les voltmètres "pompent" du courant pour faire la mesure. (Ceux qui n'en pompent pas on les appelle plutôt "électromètres"). Mais ce courant est généralement négligeable par rapport aux autres éléments du montage. C'est à vous de savoir si c'est négligeable ou non, avant de mesurer ou d'utiliser le résultat des mesures.
Donc, une fois vérifié que le courant pompé est négligeable, on n'en parle plus.
Dans votre cas, comme l'a dit F6bes, les trois éléments sont en parallèle: la source, al lampe et le voltmètre. Donc, la tension mesurée par le voltmètre est celle aux bornes des trois éléments.
Au revoir.

[Babar III]

Je suis d'accord avec vos précisions mais je ne cerne pas tout à fait le principe du voltmètre. Je veux dire, si le voltmètre est placé en dérivation dans ce circuit, il pompe alors directement du courant depuis la pile, non? De cette façon, je ne vois pas en quoi ou comment un voltmètre permet de déterminer la différence de potentiel aux bornes de la lampe.
On dit que le voltmètre doit avoir une résistance afin de ne pas perturber le courant dans le circuit. Mais si le voltmètre est en dérivation, je ne vois pas en quoi il peut perturber le courant dans le circuit (puisqu'il va s'alimenter directement aux bornes du générateur). S'il était placé en série, je comprendrais qu'il puisse faire chuter le courant dans le circuit et l'intérêt alors qu'il ait une résistance faible.
Je ne sais pas si je suis clair, je pense qu'il y a un élément que je n'ai pas cerné mais je ne vois pas lequel...

[A voir en vidéo sur Futura]

[curieuxdenature]

Bonjour BabarIII

en connaissant le principe du voltmètre tu comprends pourquoi le courant pompé sur le circuit est négligeable (et c'est calculé pour en être ainsi).
Un voltmètre n'est rien de plus qu'un microampéremetre placé en série avec une résistance de valeur élevée.
De ce fait, si cet engin pompe 50 microampères alors que le circuit est capable de délivrer 1 A, tu imagines aisément que cela ne risque pas de fausser la mesure.

Exemple, 50µA en série avec une R de 200 000 ohms permet de mesurer une tension de 10 Volts à pleine déviation de l'aiguille. C'est un voltmètre calibre 10 V.

[Babar III]

Un voltmètre n'est rien de plus qu'un microampéremetre placé en série avec une résistance de valeur élevée.

Voilà, c'est ici que je bloque. Si le voltmètre est un ampèremètre, pourquoi le branche-t-on en dérivation aux bornes de la lampe pour mesurer la tension de cette dernière? Quel est le cheminement du courant? Et si le voltmètre est un ampèremètre et qu'il a une grosse résistance, ne devrait-il pas faire chuter le courant dans le circuit au contraire?

[LPFR]

Voilà, c'est ici que je bloque. Si le voltmètre est un ampèremètre, pourquoi le branche-t-on en dérivation aux bornes de la lampe pour mesurer la tension de cette dernière? Quel est le cheminement du courant? Et si le voltmètre est un ampèremètre et qu'il a une grosse résistance, ne devrait-il pas faire chuter le courant dans le circuit au contraire?

Re.
Non.
Un voltmètre n'est pas un (micro) ampèremètre. Il est, pour les appareils classiques à aiguille, un microampèremètre avec une résistance en série très, très, très grande par rapport aux autres résistantes de votre circuit.
Si la résistance n'est pas très, très, très grande par rapport aux autres résistantes de votre circuit, il faut changer de voltmètre.

Le voltmètre électroniques actuels sont "une résistance de 11 MΩ" (avec de l'électronique derrière).
A+

[Babar III]

Merci, donc si j'ai bien compris très peu de courant passe dans le voltmètre du fait de sa résistance élevée. Par conséquent, il y a moins de courant qui circule dans les fils (que si le voltmètre avait une faible résistance) donc moins de perturbation du circuit générateur/lampe/fils conducteurs.
Mon raisonnement est-il correct?
Autrement dit, en quoi un voltmètre avec une faible résistance pourrait-il perturber le courant circulant normalement dans le circuit générateur/lampe/fils conducteurs?

[curieuxdenature]

Voilà, c'est ici que je bloque. Si le voltmètre est un ampèremètre, pourquoi le branche-t-on en dérivation aux bornes de la lampe pour mesurer la tension de cette dernière? Quel est le cheminement du courant? Et si le voltmètre est un ampèremètre et qu'il a une grosse résistance, ne devrait-il pas faire chuter le courant dans le circuit au contraire?

Comme le précise LPFR, tout dépend de ce que tu appelles grosse résistance.
Tout est relatif, dans le cas que j'ai cité, un microamperemetre de 50µA fait quelque chose comme 200 ohms, si tu le branches en // sur une tension de 10V l'aiguille deviendra un tire-bouchon (10 / 200 = 50 mA soit 1000 fois la valeur maximum)

C'est donc deux composants à considérer : Voltmètre = le µampéremetre + la résistance de 200k en série, dans le même boitier.
Un contrôleur universel utilise le même appareil via tout un jeu de combinaisons de résistances placées soit en série soit en //, selon la but visé.

[Babar III]

Re,

soi-dit en passant, ne devrions nous pas dire que le voltmètre mesure une différence de potentiel aux bornes de la lampe plutôt qu'une tension (le terme tension devant être réservé à la force de poussée des électrons fournie par la pile)?

[curieuxdenature]

ce sont deux termes pour désigner la même chose. Je ne vois pas trop l’intérêt de faire la distinction sauf pour différencier une source d'avec un récepteur.
Si la tension aux bornes d'une prise de courant est 220 V, c'est aussi celle qu'on mesure aux bornes de la lampe... Mais bon.

[LPFR]

Re.
Pour moi aussi, "tension" est la même chose que "différence de potentiel".
A+

[Babar III]

Si la tension aux bornes d'une prise de courant est 220 V, c'est aussi celle qu'on mesure aux bornes de la lampe... Mais bon.

Dans le cas d'un circuit en série constitué d'un générateur et de 2 lampes de puissances différentes, la différence de potentiel mesurée aux bornes de chaque lampe est différente. C'est pour cela que j'ai fait cette remarque.

Merci.

[f6bes]

Re,

soi-dit en passant, ne devrions nous pas dire que le voltmètre mesure une différence de potentiel aux bornes de la lampe plutôt qu'une tension (le terme tension devant être réservé à la force de poussée des électrons fournie par la pile)?

Bj rà toi, Ca s'appele du "pinaillage" intellectuel.

Lorsqu'on fait une mesure à l'aide d'un volmétre il faut avoir en tete aux bornes de quoi l'on mesure.
Ex: un volmétre avec une résistance (interne de 1 000 000 ohms) qui fait une mesure aux bornes d'une résistance d'un ciruit de 1 Mhoms, il passe autant de courant dans le volmétre QUE
dans la résistance du ciruit. Le résultat lu est donc empreint d'une erreur ENORME.
Il faut donc utiliser un volmétre sur la plus GRANDE échelle possible, qui permette tout autant de lire COMMODEMENT le résultat.
Plus le volmétre aura une GRANDE résistance interne, plus les "perturbations" seront insignifiantes.
A+

[Babar III]

Mais pour en revenir au début, je ne vois toujours pas par quel mécanisme le voltmètre mesure concrètement la tension aux bornes de la lampe. Comment le voltmètre parvient-il à déduire la tension aux bornes de la lampe en "prélevant" une toute petite partie du courant?

[LPFR]

Mais pour en revenir au début, je ne vois toujours pas par quel mécanisme le voltmètre mesure concrètement la tension aux bornes de la lampe. Comment le voltmètre parvient-il à déduire la tension aux bornes de la lampe en "prélevant" une toute petite partie du courant?

Re.
Le galvanomètre du voltmètre mesuré le courant prélevé et celui-ci est proportionnel à la tension sur les bornes du voltmètre (loi d'Ohm).
A+

[calculair]

bonjour,

Pour ce qui concerne un votmètre electromagnetique classique. Cet appareil fonctionne comme un amperemetre.

Pour faire un voltmetre on utilise en principe un microamperemetre. La deviation totale de l'aiguille est obtenue par exemple avec un courant de 1 µA.

Ainsi si cet appareil est branché en serie dans un circuit ou circule un courant de 1 µA, il aura une deviation maximale, si le courant est de 0,5µA la deviation sera de moitié.


Maintenant, je veux utiliser cet appareil en voltmetre pour mesurer une tension de 100 volts avec la deviation totale. Cette deviation est obtenue avec un courant de 1 µA. Donc d'aprés la loi d'Ohm si je mets en serie une resistance de 100 Mohms ( 10^8 ohms ) avec le mon microamperemetre, ce dernier quand il aura une tension de 100V aux bornes du dipole resistance 100Mohms + microamperemetre, le courant qui traversera ce dipole est de 1µA la deviation sera maximale et traduira une tension de 100V

Si la tension n'est que de 50V le courant est divisé par 2 et la deviation sera de motié. Tu mettras sur la cadran n'ont pas 0,5 µA mais 50 V !!!

Ainsi tu auras transforme un micro amperemetre en volmetre de resistance interne de 100 000 000 ohms

[curieuxdenature]

il suffit peut-être de connaitre la loi d'ohm...
10 Volts aux bornes du Voltmètre c'est 9.9 V aux bornes de la résistance et 0.1 V aux bornes du galvanomètre.
Le galvanomètre t'indique 50µA * 200 000 ohms, et puisque U = R * I la réponse est toute bête.

[trebor]

Mais pour en revenir au début, je ne vois toujours pas par quel mécanisme le voltmètre mesure concrètement la tension aux bornes de la lampe. Comment le voltmètre parvient-il à déduire la tension aux bornes de la lampe en "prélevant" une toute petite partie du courant?

Bonsoir à tous,
J'ai trouvé deux liens qui montre comment fonctionne un voltmètre à aiguille.

Pour l'ampèremètre, c'est idem sauf que la mesure se fait en parallèle sur un shunt ( une résistance calibrée de très faible valeur ).
http://cm1cm2.ceyreste.free.fr/instruments_mesures.html et http://195.220.65.4/sciences/index.p...d=64&Itemid=31

Bonne soirée