Mesure d'une tension électrique

[Bruno0693]

Bonjour,

J'essaye de comprendre comment fonctionne un voltmètre ou un oscilloscope pour mesurer une tension électrique. Je précise que je n'ai pas beaucoup de connaissances en physique (j'ai juste le niveau Terminale)

Supposons par exemple une pile 4,5 V. Elle possède un pôle positif, noté P et un pôle négatif, noté N.

Supposons enfin que je veuille étudier la tension à ses bornes à l'aide d'un oscilloscope.

Pour cela, je vais brancher la sonde "rouge" sur le pôle P et la sonde "noire" (celle qui est reliée à la terre) sur le pôle N.

Ce que je ne comprends pas c'est comment la tension se mesure :

1° Pourquoi la fiche noire est-elle reliée à la terre ? Est-ce que c'est parce que la terre, étant électriquement neutre, a un potentiel égal à 0? Ainsi, en branchant la fiche noire au pôle N, on mesure la tension U_{NT} entre le pôle N et la terre.

2° A quoi est reliée la fiche rouge ? Qu'est-ce qui se passe exactement, au niveau de cette fiche, lorsqu'on la branche sur le pôle P ?

Je ne sais pas si mes questions sont claires. J'avoue que c'est assez confus pour moi.

Merci d'avance pour vos réponses.
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[f6bes]

Bjr à toi,
Sur une PILE il n'y a aps nécessité d'avoir le "fil NOIR" à la terre.
La TERRE ne change en RIEN la tension aux bornes de la pile.
La "terre" sert dans la plus part des cas à une protection électrique des personnes et matériels.

Si tu relies ENSEMBLE ton pole N et La TERRE , ils sont au meme POTENTIEL.
il n'y a donc pas de "tension" U entre N T.

A+

[invite786a6ab6]

Malgré ses faiblesses, il est assez habituel d'utiliser des analogies hydrauliques pour expliquer l'électricité. La tension électrique peut être vue comme une "pression" exercée sur les charges électriques (électrons principalement). Cette pression se communique par les conducteurs (fils) mais ne correspond pas à un écoulement des charges électriques. L'écoulement c'est le "courant". Un voltmètre c'est un "manomètre" qui mesure cette pression. On sait faire des voltmètres quasi parfait qui mesurent la pression (tension) sans détourner des charges électriques (sans courant), mais dans la pratique on utilise un très faible courant pour activer une sorte d'électroaimant qui fait dévier une aiguille, c'est le galvanomètre. Avec l'électronique on sait "manipuler" les tensions, on sait les amplifier et les présenter par exemple sur les plaques de déviation d'un tube cathodique et réaliser ainsi un oscilloscope.
Pour les bornes rouges ou noires, c'est juste une question de convention. Le noir représentant généralement la "terre" c'est à dire une référence de tension zéro, et le rouge la borne "positive" qui est telle que si on applique une tension positive par rapport à la terre, l'aiguille sera déviée dans le sens des valeurs croissantes et positive de la tension affichée. Idem pour le l'oscilloscope où le point lumineux prendra une position "plus haute".

[Bruno0693]

Bonjour,

Merci pour vos réponses.

J'avoue que c'est encore assez flou concernant la référence à la "terre" ou à la masse.

Prenons toujours l'exemple d'une pile que je relie à un oscilloscope.

Supposons que la borne + soit reliée à l'une des plaques horizontales de l'oscillo et que la borne - soit reliée à l'autre plaque. Dans ce cas, je comprends qu'on observe une déviation du faisceau.

Cependant, dans les articles que j'ai vus, la borne + est bien reliée à une plaque, mais la borne - (le fil noir) est dit être relié à la masse ou à la terre.

Quelle différence cela fait-il que le fil noir soit relié à l'autre plaque horizontale ou qu'il soit relié à la "terre" ?

Merci d'avance pour vos réponses.

PS : si vous avez des liens de sites internet ou des livres à me conseiller (pour débutant), n'hésitez pas.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite6dffde4c]

Supposons que la borne + soit reliée à l'une des plaques horizontales de l'oscillo et que la borne - soit reliée à l'autre plaque. Dans ce cas, je comprends qu'on observe une déviation du faisceau.

Cependant, dans les articles que j'ai vus, la borne + est bien reliée à une plaque, mais la borne - (le fil noir) est dit être relié à la masse ou à la terre.

Bonjour.
Ce qui vous manque est que dans la plupart des oscilloscopes, une des bornes des entrées est reliée à la masse (en réalité le châssis de l'oscilloscope).
Dans la réalité c'est un peut plus compliqué. L'entrée est reliée à un amplificateur et c'est la sortie de cet amplificateur qui est reliée aux plaques.
Au revoir.

[invite786a6ab6]

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J'avoue que c'est encore assez flou concernant la référence à la "terre" ou à la masse.
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Sauf dans des oscilloscopes très particuliers (entrées différentielles) La borne "noire" est reliée à la masse du châssis qui lui même pour des raisons de sécurité est reliée à la terre. On peut sur certains scopes avoir trois bornes en entrée : Le signal, la masse, et le châssis ; une languette métallique amovible pouvant relier masse et châssis. En interne la masse sera de toute façon reliée au châssis mais en un point bien choisi qui sera particulièrement moins "bruyant", d'où l'intérêt, pour des sensibilité élevées, de pouvoir désolidariser masse et châssis au niveau des entrées.
Donc la nuance entre masse, chassis et terre est assez subtile et en première approximation on peut les confondre puisqu'elles seront de toute façon reliées entre elles à un niveau ou à un autre.