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Niveau maths sup
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Incompréhension (Pont de Wheatstone)

Posté par
ovn
24-09-11 à 17:32

Bonjour,

J'ai un problème de compréhension au sujet du pont de Wheatstone.
Dans notre cours, il est dit que pour que le pont soit équilibré, il faut qu'il n'y ait aucun courant dans la branche "du milieu" contenant l'ampèremètre, donc que la différence de potentiel entre les deux extrémités de la branche soit nulle.
C'est cette implication que je ne comprends pas : ne peut-il pas y avoir de tension sans intensité, et inversement ?
Cette confusion s'est agravée quand, dans mon DM, on met les deux extrémités de la branche en court circuit et on me demande l'intensité passant dans la branche. J'aurais dit, en suivant le raisonnement du cours, que l'intensité est nulle, puisque la différence de potentiel entre les deux extrémités de la branche est nulle, mais ce n'est visiblement pas la bonne réponse. Pourriez vous m'expliquer ?

Merci.

Posté par
prbebo
Incompréhension (Pont de Wheatstone) 24-09-11 à 19:08

Bonjour Ovn,

en effet tout cela m'a l'air d'etre un peut brumeux dans ton esprit, et la question telle que tu la poses le reflete bien. Je te suggere donc de regarder les trois schemas ci-dessous :

Figure 1 :
Entre les points A et B, il existe une difference de potentiel (c'est la fem E du generateur. Mais il n'y a a pas de courant qui passe, tout simplement parce que A et B ne sont relies a rien.

Figure 2 :
Il y a maintenant un courant I qui circule de A vers B, et une tension VA - VB. On calcule facilement I = E/(R + R1) et VA - VB = E - R1.I. Remarque : la tension VA - VB devient alors inferieure a E.

Figure 3 :
Cette fois VA - VB est nul, mais entre A et B il passe un courant ICC = E/R1 (il suffit de reprendre la relation ci-dessus en y faisant R = 0). Le courant I s'appelle dans ce cas "courant de court circuit".

Conclusion :
Entre deux points on peut avoir une tension sans courant (cas 1), un courant sans tension (cas 3), un courant et une tension (cas 2), sans oublier le dernier cas (pas de courant ni de tension, il suffit d'eteindre le generateur).

Dans le pont de Weatstone, sur la diagonale verticale BD (celle ou d'habitude on place le millianperemetre), il y a une difference de potentiel non nulle sauf si le pont est equilibre (cf figure 1). On peut la mesurer avec un voltmetre a grande resistance, et l'annuloer en choisissant judicieusement les resistances R1, R2, R3 et R4.
Si le pont n'est pas equilibre et si on branche le galvanometre ou le milliamperemetre, on mesurera un courant dependant a la fois de VB - VD et de la resistance interne r de l'appareil (cf figure 2). Ce courant s'annulera si l'equilibre du pont est realise.
Si l'appareil branche entre B et D a une resistance r nulle, alors il indiquera le courant de court-circuit, qui bien sur s'annulera lui aussi si l'equilibre du pont est realise (cf figure 3).

Est-ce plus clair ? Sinon n'hesite pas a continuer les questions.

Prbebo.

Posté par
ovn
re : Incompréhension (Pont de Wheatstone) 24-09-11 à 19:24

Bonsoir,

Merci pour votre réponse plus que complète.
Pouvez-vous cependant re-uploader les schémas ? Parce que je ne les vois pas.

Merci

Posté par
prbebo
Incompréhension (Pont de Wheatstone) 24-09-11 à 19:29

Biebn sur, les voila !

J'avais la tete deja tournee vers l'apero du soir... desole et a bientot. Prbebo.

Incompréhension (Pont de Wheatstone)

Posté par
ovn
re : Incompréhension (Pont de Wheatstone) 24-09-11 à 19:51

Merci beaucoup.
Donc quand on court-circuite comme dans la figure 3, on "ramène" les deux points au même potentiel ?

Concernant le pont de Wheatstone, dans mon cours, j'ai ceci : "Pour que le pont soit équilibré, il faut qu'il n'y ait pas de courant dans la branche BD du galvanomètre, donc il faut que vB = vD."
La branche ne pourrait-elle pas correspondre à la figure 1 ? (intensité nulle mais DDP non nulle)
On aurait bien iBD = 0, mais vB vD, non ?
Ce "donc" est il une évidence (que je ne semble pas voir), ou est-ce juste un résultat admis ?


Encore une fois merci

Posté par
prbebo
Incompréhension (Pont de Wheatstone) 24-09-11 à 22:52

Bonsoir ovn,

la phrase "il faut qu'il n'y ait pas de courant dans la branche BD du galvanomètre" peut etre realisee de deux manieres :
a) on ne branche rien entre B et D (donc on est dans ma figure 1), ou encore on met un interrupteur ouvert (cad ne laissant pas passer le courant) entre B et D. Dans ces conditions, il est evident qu'aucun courant le passera entre B et D quelle que soit la tension entre B et D, et donc que se n'est surement pas la bonne reponse puisqu'on peut choisir les resistances du pont n'importe comment sans jamais avoir de courant entre B et D.
b) on met un galvanometre (ou une resistance quelconque) entre B et D et on ne mesure aucun courant. dans ce cas, la tension entre les bornes du galvanometre est nulle donc VB = VD.
En gros, parmi toutes les solutions possibles pour qu'il n'y ait pas de courant passant entre B et D, on te demande d'eliminer la solution triviale "je ne branche rien entre B et D". Que reste-t-il alors comme autre possibilite ?
Je te laisse reflechir la-dessus, et a demain.

Prbebo.

Posté par
ovn
re : Incompréhension (Pont de Wheatstone) 26-09-11 à 22:31

Bonsoir,

Je vous remercie pour ces précieuses explications. Je pense avoir compris.



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