je ne sais trop si ce nom
exotique est dû à la forme du montage, quoi qu'il en soit, il s'agit d'un ensemble qui a
vocation d'être équilibré.
Il existe plusieurs types de ponts, nous nous contenterons d'étudier le plus célèbre , le pont de Wheatstone qui a certainement d'ailleurs donné naissance aux autres. |
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A quoi cela sert-il un pont ? |
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A traduire un équilibre ou un déséquilibre électrique (cela n'a rien à voir avec la santé psychologique). Les principales applications se retrouveront tout naturellement dans la mesure de grandeurs physiques. | |
Voyons un exemple |
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décrivons l'engin: Le pont est constitué de 4 résistances, d'une batterie alimentant l'ensemble et d'un appareil de mesure (G :galvanomètre) qui s'il ne dévie pas dans un sens ou dans l'autre nous indique que le système est équilibré, càd qu'aucune différence de potentiel (ddp=tension) n'est présente à ses bornes et que par conséquent aucun courant n'y circule. Naturellement, le circuit étant alimenté comme représenté sur le schéma, un courant circule dans chaque résistance du pont. |
Et alors, que se passe t'il dans ce pont ? |
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Bon, petites modifications par
rapport au précédent schéma : - R4 est devenue X
(valeur inconnue) |
Notre résistance X à une valeur inconnue et c'est justement sa valeur que nous nous proposons de déterminer. Cette résistance est variable et nous l'avons faite varier pour obtenir l'équilibre du pont, càd le point "0" du galvanomètre. Nous en déduisons que la différence de potentiel en les points B et C est nulle (=0) |
Convention
: -Le courant qui circule dans R1 et
R3 sera appelé I1. |
Posons
quelques équations : Vab = R1 x I1 Vbd = R3 x I1 Vac = R2 x I2 Vcd = X x I2 |
Pour que le
pont soit en équilibre, càd que la ddp entre les points B et C soit nulle ( Vbc=0); il
faut que les chutes de tension aux bornes de R1 et R2 soient identiques. Idem pour R3 et X. On en déduit que : R1 I1 = R2 I2 R3 I1 = X I2 |
Comme nous sommes astucieux, reformulons notre équation : R1 I1 = R2 I2
R1 = R2 déduisons la valeur de X :
R2 R3 |
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Une
autre façon de comprendre le montage en pont : |
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Voici
une autre représentation du fameux pont de Wheatstone moins usuelle mais
à laquelle vous êtes sûrement plus habitué. Que constate t-on?
Quand on parle de pont en équilibre,
cela signifie que l'ampèremètre (noté A) ne voit circuler aucun
courant, ni dans un sens ni dans l'autre. Les deux voltmètres (notés V)
mesurent des tensions rigoureusement identiques. Ceci n'est réalisé
qu'à la condition que la chute de tension aux bornes de R3 égale celle
de R4 et conséquemment que la chute de tension aux bornes de R1= la chute
de tension aux bornes de R2. Et pour en finir, nous en arrivons à la
conclusion qu'il faut que le rapport R1/R3 soit équivalent au rapport
R2/R4. |
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Si
l'on modifie une seule des valeurs des résistances, on va provoquer un
deséquilibre du rapport, les voltmètres indiqueront des tensions
différentes et l'ampèremètre indiquera une circulation de
courant. |
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Rien
de plus simple à comprendre. Amusez vous avec des résistances (dont au
moins une variable) à réaliser un pont et faire des mesures, on retient
mieux ce que l'on a expérimenté. Vous trouverez, plus tard, (chapitre
métrologie) des applications du pont, plus particulièrement en
alternatif. |