Contexte
L'arrivée d'eau froide sous pression remplit le réservoir au fur et à mesure qu'il se vide. L'eau froide rentre par le bas de la cuve (même pour une version horizontale), pour y être chauffée progressivement et automatiquement sous l'effet de la résistance électrique.
Existe-t-il une relation simple entre la tension d’alimentation du chauffe eau, le courant qui circule dans la résistance de chauffage et la température de l’eau ?
Pour cela nous allons mener une étude en simulant la résistance du chauffe eau par une résistance électronique et l’alimentation EDF 230 V par un générateur de tension.
Nous utiliserons deux résistances de valeurs différentes pour étudier l’impact de la résistance.
Figure 1 : Schéma de câblage du chauffe eau
Calcul Théorique
1. Calculer l’intensité circulant la Resistance pour les deux valeurs de résistances suivantes R1=560 et R2 = 220 en fonction de la tension dans le tableau ci-dessous
2. Faire un graphique de f(I)=U sur du papier millimétré, vous veillerez à ce que les deux graphes apparaisse sur la même feuille.
Tension U (V)
Resistances 0 1,5 2,2 3,8 5,4 7,2 9,1 10,8 12,4 14,1 Intensité I1
(mA)
R1 = 560 0 2,68 3,93 6,79 9,64 12,86 16,25 19,29 22,14 25,18 Intensité I2
(mA)
R2 = 220 0 6,82 10,00 17,27 24,55 32,73 41,36 49,09 56,36 64,09
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
intensité (mA)
tension (V)
Tension en fonction de l'intensité
Intensité I1 (mA) R1 = 560
Intensité I2 (mA) R2 = 220
Linéaire
(Intensité I1 (mA) R1 = 560)
3. Calculer grâce au graphe le coefficient directeur de vos deux courbes. Que constatez- vous pour ces deux coefficients ?
∆= 𝑣2 − 𝑣1 𝑖2 − 𝑖1
∆1 =14,1 − 1,5
25,2 − 2,7= 0,560
∆2 =14,1 − 1,5
64 − 6,8 = 0,220
Simulation :
1. Grace au logiciel de simulation de votre choix (LT SPice, Crococlip ou Proteus), replissez le tableau suivant :
2. Faire un graphique de f(I)=U sur un tableur, vous veillerez à ce que les deux graphes apparaisse sur la même feuille.
Tension U (V)
Resistances 0 1,5 2,2 3,8 5,4 7,2 9,1 10,8 12,4 14,1 Intensité I1
(mA)
R1 = 560 0 2,67 3,93 6,78 9,64 12,86 16,25 19,28 22,14 25,18 Intensité I2
(mA)
R2 = 220 0 6,82 10,00 17,27 24,54 32,73 41,36 49,09 56,36 64,09
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
intensité (mA)
tension (V)
Tension en fonction de l'intensité
Intensité I1 (mA) R1 = 560
Intensité I2 (mA) R2 = 220
Linéaire
(Intensité I1 (mA) R1 = 560)
3. Calculer grâce au graphe le coefficient directeur de vos deux courbes. Que constatez- vous pour ces deux coefficients ?
∆= 𝑣2 − 𝑣1 𝑖2 − 𝑖1
∆1 = 14,1−1,5
25,18−2;67= 0,560 ; ∆2 = 14,1−1,5
64,09−6,82= 0,220
Mesure sur la platine
Matériel & instruments de mesure Résistance : R1 = 560 Ω et R2 = 220 Ω une plaque de montage
5 fils électrique (2 rouge, 3 noir)
un générateur de tension continue variable 0- 15 V
un voltmètre un ampèremètre
circuit.
Appeler le professeur.
Mettre le circuit sous tension.
Faire varier la tension du générateur G pour compléter le tableau de mesures ci-dessous.
Recommencer la manipulation avec la 2ème résistance.
1. Placer le symbole des appareils de mesure utilisés sur le schéma ci-dessus.
2. Quel est le code couleur pour les deux résistances utilisées ? 3. Relevés de mesures
4. Faire un graphique de f(I)=U sur un tableur, vous veillerez à ce que les deux graphes apparaisse sur la même feuille.
Tension U (V)
Resistances 0 1,5 2,2 3,8 5,4 7,2 9,1 10,8 12,4 14,1 Intensité I1
(mA)
R1 = 560 0 2,70 3,90 6,70 9,60 12,80 16,30 19,00 22,20 25,30 Intensité I2
(mA)
R2 = 220 0 7,10 10,00 17,40 24,30 32,40 40,60 48,60 54,00 62,00
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
intensité (mA)
tension (V)
Tension en fonction de l'intensité
Intensité I1 (mA) R1 = 560
Intensité I2 (mA) R2 = 220
Linéaire
(Intensité I1 (mA) R1 = 560)
5. Calculer grâce au graphe le coefficient directeur de vos deux courbes. Que constatez- vous pour ces deux coefficients ?
∆= 𝑣2 − 𝑣1 𝑖2 − 𝑖1
∆1 =14,1 − 1,5
25,3 − 2,7= 0,557
∆2 =14,1 − 1,5
62 − 7,1 = 0,229 Pour R1 : le coefficient de proportionnalité vaut 0,026
Cependant, l'intensité est mesurée en mA, or c'est A qui est utilisé dans le Système International.
La valeur du coefficient est donc égale à 26
On constate que cette valeur est très proches de la valeurs de la résistance R1 sachant que sa valeur est donnée à ± 5 % (R1 = 27 ± 1 Ω et R2 = 330 ± 17 Ω).
Idem pour R2, on trouve un coefficient égale à 0,318 soit 318 ≈ 330 à ± 17, valeur de R2
1° anneau gauche
2° anneau gauche
Dernier anneau gauche
Anneau droite
1° chiffre 2° chiffre Multiplicateur Tolérance
noir 0 0 1 -
marron 1 1 10 1%
rouge 2 2 102 2 %
orange 3 3 103 -
jaune 4 4 104 -
vert 5 5 105 0,50%
bleu 6 6 106 0,25%
violet 7 7 107 0,10%
gris 8 8 108 0,01%
blanc 9 9 109 -
or - - 0.1 5 %
argent - - 0.01 10 %
Voltmètre
Tension continue
Voltmètre
Tension alternative
Ampèremètre Ohmmètre
