Les appareils de mesure (1)
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Connaissez-vous Fernand Bouchard ? Non ! Laissez-moi vous le présenter. Fernand est un mécanicien d'entretien, maintenant âgé de 82 ans, qui profite d'une retraite bien méritée. Vous vous demandez certainement où je veux en venir.
Patience… Il y a de cela deux semaines, Fernand discutait avec son petit-fils Nicolas et tentait de lui expliquer comment, dans son temps, on savait travailler.
En effet, on n'avait pas besoin d'instruments de mesure perfectionnés pour vérifier si une machine fonctionnait bien.
• "Dans mon temps Nicolas, on avait pas besoin d'appareil moderne pour nous dire que tout était correct. On savait observer l'équipement ; on le touchait, on le sentait. C'est ça connaître son métier.
• Mais grand-père, moi je travaille avec l'électricité. Je ne peux pas voir, ni sentir et encore moins toucher l'électricité. J'ai besoin de ces appareils pour remplacer mes sens."
Cette étude vous donnera l'occasion d'apprendre la description et l'utilisation des divers instruments de mesure.
Le voltmètre est l'appareil qui mesure la tension électrique.Le choix du voltmètre dépend du type de tension que l'on doit mesurer.
Le voltmètre sera différent selon que l'on doive mesurer une tension continue ou une tension alternative.
Il existe deux types de lecture sur les voltmètres, comme sur tous les instruments de mesure d'ailleurs:
- La lecture digitale utilise un cadran à cristaux liquides (affichage numérique);
- l'affichage analogique indique la valeur de la tension par le déplacement d'une aiguille.
Voltmètre :
La majorité des voltmètres possèdent plusieurs échelles de lecture, ce qui permet d'obtenir une lecture plus précise.
Il est préférable, lorsqu'on prend une lecture de tension, d'utiliser l'échelle la plus grande pour ensuite la ramener à l'échelle qui offre la lecture la plus précise.
La lecture de la tension à l'aide d'un voltmètre se fait en branchant le voltmètre parallèlement à l'endroit où l'on désire prendre une mesure.
On remarque, à la figure ci-dessus, que lorsqu'on travaille sur un circuit CC (courant continu), on doit respecter la polarité des éléments. Ainsi, si on obtient une valeur négative on doit interchanger les bornes.
Par contre, dans le cas d'un voltmètre C.A. (courant alternatif), il n'est pas nécessaire de tenir compte de la polarité de l'élément car le voltmètre donnera la même valeur, peu importe le sens du branchement. Il est à noter qu'un voltmètre C.A. mesure une valeur de tension efficace.
Branchement du voltmètre :
Il arrive parfois que l'on doive calibrer le voltmètre à aiguille.
C'est pourquoi, avant chaque utilisation, on recommande de vérifier si l'aiguille est bien en face du zéro. Dans le cas contraire, on devra effectuer l'ajustement à l'aide d'un tournevis (figure ci-dessous).
Calibrage :
L'ampèremètre est l'appareil qui mesure l'intensité du courant électrique. Comme le voltmètre, il est préférable de commencer la lecture à l'échelle la plus élevée pour ensuite la ramener à une échelle plus précise et ce, pour ne pas endommager l'appareil.
La lecture du courant à l'aide d'un ampèremètre se fait en plaçant l'ampèremètre en série avec la branche du circuit où on désire prendre la mesure (figure ci-après).
La procédure à suivre est la suivante :
- choisir l'ampèremètre (C.A. ou CC) ;
- enlever la tension dans le circuit ;
- ouvrir le circuit à l'endroit où on désire prendre la mesure ;
- brancher l'ampèremètre en série en respectant le sens de la polarité dans le cas d'un ampèremètre CC ;
- placer le sélecteur d'échelle de lecture à l'échelle la plus grande ;
- remettre la tension dans le circuit ;
- ajuster l'échelle de lecture pour obtenir une lecture précise ;
- enlever la tension dans le circuit ;
- débrancher l'ampèremètre et refermer le circuit.
L'ampèremètre doit toujours être
branché en série, car sa résistance interne
(< 10 
) est très faible.
Un branchement en parallèle, où le courant est trop élevé, aurait pour effet de griller cette résistance interne (figure suivante) et d'endommager l'ampèremètre.
Branchement de l'ampèremètre :
Exemple :
1- Calcul du courant dans l'ampèremètre en série :
2-Calcul du courant dans l'ampèremètre en parallèle :
Vous remarquerez que le courant
est 100 fois plus élevé en parallèle
qu'en série avec une résistance interne
de 10 . Ceci aurait pour effet
d'endommager l'appareil.
Les pinces ampèremétriques (figure ci-dessous) permettent d'effectuer des lectures de courant sans avoir à ouvrir le circuit. Il suffit d'installer les mâchoires autour du fil pour connaître l'intensité du courant qui passe dans ce fil.
Ce type d'appareil ne peut mesurer le courant que dans un seul fil conducteur à la fois. On doit donc séparer les fils avant de prendre une mesure. Comme pour les autres types d'ampèremètre, il est recommandé de le placer à l'échelle de lecture la plus grande avant de prendre une mesure.
Ampèremètre à mâchoires :
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