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Niveau maths spé
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Etude d'un pont de mesure

Posté par
redoine93
02-09-15 à 18:52

Bonsoir,

Je dois étudier un pont, et je n'arrive pas à déterminer la tension V du pont (en pièce attachée).
Je sais que le potentiel en A du pont est nul, car relié à la Terre/Masse.
Je sais aussi que :
V = V_C - V_A
Donc :
V = V_C
Dans le schéma, j'ai noté R' la resistance de valeur :
R' = R + \Delta R

Il faut exprimer le potentiel V en fonction de e et  \frac{\Delta R}{R}
e désignant une source de tension constante et idéale.

Donc mon idée, c'est d'exprimer le potentiel V_C.
Mais, j'ai tenté plein de chose, et je n'arrive décidément pas à obtenir un résultat cohérent.
Je souligne que je ne maîtrise pas encore le théorème de Millman (par manque de temps, je verrais ça se week end).

Aussi, un de mes camarade à "trouver" un résultat, mais je pense que ça démarche n'est pas la bonne, il a en fait exprimer V en partant de l'égalité :
V = u_{BC} - u_{BA}

Et je pense que c'est faux, enfin parce que le courant qui parcout R' et R n'est pas le même.

Si quelqu'un pourrait m'aider ce serait super.
Déjà j'aimerai avant tout savoir si j'ai bien raison quand je pense que mon camarade s'est trompé.
Puis, si possible une piste pour trouver V.

Merci beaucoup pour le temps que vous m'accordez.

Cordialement.

Posté par
vanoise
re : Etude d'un pont de mesure 02-09-15 à 18:56

Bonsoir,
le schéma aiderait...

Posté par
redoine93
re : Etude d'un pont de mesure 02-09-15 à 18:57

Oui désolé, j'ai oublié de le joindre :/
Le voici :

Etude d\'un pont de mesure

Posté par
vanoise
re : Etude d'un pont de mesure 02-09-15 à 19:21

Bonsoir,
Tu peux facilement redessiner ton schéma de la façon suivante. Ensuite, tu connais la notion de diviseur de tension sous réserve qu'entre A et C se trouve uniquement branché un voltmètre que l'on suppose parfait (le courant qui le traverse est supposé négligeable).

Etude d\'un pont de mesure

Posté par
redoine93
re : Etude d'un pont de mesure 02-09-15 à 19:40

Bonsoir,

Le diviseur de tension je connais, mais seulement de cette forme là :
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Pont_diviseur_tension.svg

Où on a n impédances (résistances) en série R_i, toutes parcouru par un courant I, et U_i = R_i \cdot I
Alors :
U_k = u \frac{R_k}{R_1 + ... + R_n}
C'est facile à démontrer.


Mon gros problème, c'est que je n'arrive pas à appliquer le diviseur de tension sur ce type de circuit...
Et du coup, je vois pas comment obtenir V

Pouvez-vous m'aider ? merci encore pour le temps que vous m'accordez.

Cordialement.

Posté par
vanoise
re : Etude d'un pont de mesure 02-09-15 à 20:36

Ton copain a "presque" raison :
selon le schéma :
V=UCA = UCB+UBA = UCB - UAB .
En supposant qu'aucun courant ne traverse le voltmètre, UCB et UAB peuvent se calculer en considérant deux diviseurs de tension.
Pour simplifier ensuite le résultat obtenu, tu auras un développement limité au premier ordre à faire.
En math, si x << 1, on peut poser :
\frac{1}{1+x}\approx1-x

Posté par
redoine93
re : Etude d'un pont de mesure 02-09-15 à 23:10

Salut,

J'ai du arrêté de faire mon dm de physique, j'ai fait des maths, pour essayer de travailler un peu de tout.
C'est pourquoi je vous posterai le résultat demain.
Merci, en tout cas, grâce à vous, j'ai compris et appris beaucoup.

A demain, merci encore.

Posté par
redoine93
re : Etude d'un pont de mesure 03-09-15 à 18:07

Salut,

Voici ce que j'ai fait :

V = U_{CB} - U_{AB}
V = (\frac{E}{2}) - (E \frac{\Delta R + R}{\Delta R + 2R})

Donc :

V = E (\frac{1}{2} - \frac{\Delta R + R}{\Delta R + R})
V = - E \frac{x}{2x+4}

En posant, x = \frac{\Delta R}{R}

Posté par
vanoise
re : Etude d'un pont de mesure 03-09-15 à 19:38

Bien pour les diviseurs de tension mais tu as perdu un 2 au dénominateur en cours de route... Ensuite pour simplifier, tiens compte de mon message précédent et d'une autre simplification :
\left(1+x_{1}\right)\cdot\left(1+x_{2}\right)=1+x_{1}+x_{2}+x_{1}\cdot x_{2}\approx1+x_{1}+x_{2}\;\; si\quad|x_{1}|<<1\qquad et\quad\quad|x_{2}|<<1

Posté par
vanoise
re : Etude d'un pont de mesure 04-09-15 à 14:03

En fait, l'oubli sur le 2 au dénominateur que je t'ai signalé doit être une simple faute de frappe car ton résultat final est bon. Tu peux le simplifier en effectuant un développement limité à l'ordre deux. Cela te conduit simplement à :
V\approx-e\cdot\frac{x}{4}\qquad soit\qquad V\approx-\frac{e}{4R}\cdot\Delta R

Ce type de pont est utilisé avec de nombreux capteurs (température, force, déformation...) pour obtenir une tension proportionnelle à la grandeur à mesurer.
Un exemple : soit 4 conducteurs identiques donc de même résistance R si elles sont à la même température. Suppose trois d'entre elles laissées à la température ambiante T et la quatrième placée dans une enceinte de température T+T. La résistance de la quatrième devient R' = R+R avec R proportionnel à T, sous réserve que l'écart de température ne soit pas trop grand. Tu obtient bien une tension V proportionnelle à T si e = constante.

Posté par
redoine93
re : Etude d'un pont de mesure 05-09-15 à 15:11

Salut,

C'est exact, cette "question" était relié à un mini-problème que j'ai eu en DM avec ce pont qui permet en effet de déterminer la température.

Oui, j'ai bien oublié le 2 au dénominateur à cause d'une faute de frappe.
Donc on trouve bien avec un DL tout ce que vous venez d'énoncé.

Par contre, aujourd'hui je compte avancer sur mon DM et cour de mathématiques, si possible demain j'essaierai de vous demander de m'expliquer une chose que je n'ai pas vraiment saisi sur les A.O (Amplificateur Opérationnel) qui porte sur la fin de mon DM (de physique).

En tout cas, je vous remercie pour tout le temps que vous m'accordez.

Bien cordialement.

Rédoine



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