Le calibre est un terme utilisé dans divers contextes, mais dans le domaine de la physique, il est souvent associé à la mesure de l'intensité du courant électrique. Mais qu'est-ce que la force du courant électrique et comment la mesure-t-on ? Réponse : il s'agit de l'intensité du courant électrique. On la mesure avec un ampèremètre.
Quand une ampoule est parcourue par un courant électrique, des particules électriques (électrons) se déplacent dans le filament et le chauffent ; de la lumière est émise. Plus le courant est fort, plus l'ampoule brille intensément. L'intensité I qui parcourt une petite lampe de poche est d'environ 0,5 A ou 500 mA. Pendant un orage, un éclair correspond au passage d'un courant électrique dont l'intensité est voisine d'une dizaine de milliers d'ampères. Les circuits intégrés, dans un ordinateur par exemple, sont parcourus par des courants dont l'intensité est de l'ordre d'un dix millième d'ampère.
Pour mesurer des grandeurs électriques, on utilise des multimètres. Peu encombrants, ils permettent de mesurer plusieurs grandeurs : la tension, l'intensité ou la résistance. À chaque type de grandeur mesurée correspond une fonction du multimètre. Ainsi, pour mesurer une intensité, on utilise la fonction ampèremètre . Sous cette fonction, le multimètre sera appelé ampèremètre.
Un ampèremètre mesure l'intensité du courant qui le traverse. Pour mesurer l'intensité du courant qui traverse un dipôle, il faut brancher l'ampèremètre en série avec ce dipôle. Un ampèremètre comporte une borne d'entrée (souvent en rouge) et une borne de sortie (COM, souvent en noir) et plusieurs calibres. Le courant « entre par la borne entrée et sort par la borne "COM" ».
La valeur du calibre indique l'intensité maximale qui peut être mesurée. On sélectionne donc le calibre en fonction de l'intensité à mesurer. Par exemple, si le sélecteur de calibre est sur la position 100 mA, l'appareil ne peut mesurer que des intensités inférieures à cette valeur. Si l'intensité du courant qui traverse l'appareil est supérieure à cette valeur, l'appareil risque d'être endommagé. Pour obtenir la meilleure précision, il faut utiliser le calibre immédiatement supérieur à la valeur à mesurer.
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Si le sens du branchement a été inversé, il apparaîtra un signe −. En pratique, on commence par choisir le plus grand calibre, par exemple 10 A. Si l'appareil indique 0,14 A, sélectionner le calibre immédiatement supérieur à cette valeur, soit pour l'appareil utilisé 200 mA. L'appareil indiquera 142 mA. L'intensité est mesurée à 1 mA près. Le calibre doit être le plus petit possible, tout en étant supérieur à l'intensité mesurée. La valeur affichée sera alors la plus précise possible.
Les calibres possibles sur cet ampèremètre sont 20, 200, 2000mA et 10A. L'intensité mesurée est d'environ 120 mA. 20 mA est donc un calibre trop petit, 2000 mA et 10A sont trop grand. 200 mA est le plus petit calibre, supérieur à l'intensité mesurée : il est adapté.
Ici, l'intensité mesurée est de 0,12 A (= 120 mA). Si le calibre est trop grand, le premier chiffre affiché est un 0. Ici s'affiche une intensité de 0,12 A, soit 120 mA. L'ampèremètre affiche deux chiffres de moins que le calibre adapté.
Si le calibre est trop petit, l'ampèremètre affiche alors un message d'erreur. L'intensité n'est pas affichée.
Ici le calibre est trop grand.
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Pour mesurer une tension on utilise un voltmètre. Il contient plusieurs calibres facilitant la lecture de la valeur et protégeant le voltmètre. Il faut savoir quel calibre choisir en fonction de la tension mesurée. On souhaite mesurer une tension d'un générateur dont la valeur tourne autour des 24 V. Quel calibre doit-on utiliser pour lire la tension du générateur ?
On repère l'ordre de grandeur de la tension qui va être mesurée. La tension mesurée se trouverait entre 20 V et 200 V.
On choisit le calibre d'une valeur supérieure et le plus proche de la tension potentielle. Pour éviter de se tromper, on peut utiliser en premier le plus grand calibre pour avoir une notion de l'ordre de grandeur de la tension mesurée puis diminuer de calibre pour atteindre le calibre directement supérieur à la valeur mesurée. On branche un voltmètre en utilisant le plus grand calibre 1000 V. La tension mesurée est 24 V. On diminue le calibre jusqu'à atteindre 200 V (calibre juste supérieur à la tension mesurée). La tension affichée est cette fois de 24,32 V. La valeur obtenue est plus précise. Le calibre le plus proche et supérieur à la valeur mesurée est le calibre 200 V.
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