Mesurer la puissance d'une lampe
Problème : Comment déterminer expérimentalement la puissance reçue par une lampe, et la comparer à sa puissance nominale ?
Durée : 55 min · Travail en binôme
🧰 Matériel (par binôme)
- 1 générateur de tension continue réglable (0–12 V)
- 2 lampes : 6 V – 0,1 A et 6 V – 0,3 A (sur supports)
- 2 multimètres (un en voltmètre, un en ampèremètre)
- 1 interrupteur, fils de connexion
- Démonstration professeur : 1 wattmètre-prise (« compteur d'énergie ») et 2 appareils du quotidien (lampe LED et bouilloire)
⚠️ Sécurité
- Toujours ouvrir l'interrupteur avant de modifier le montage.
- Ampèremètre : brancher d'abord sur le plus grand calibre (10 A), puis descendre.
- Ne pas dépasser 6,5 V aux bornes des lampes.
- Secteur 230 V : uniquement manipulé par le professeur (wattmètre-prise).
🧪 Protocole
- Réalise le montage du schéma avec la lampe 6 V – 0,1 A : ampèremètre en série, voltmètre en dérivation aux bornes de la lampe. Fais vérifier.
- Règle le générateur pour que U = 1 V aux bornes de la lampe ; mesure I. Recommence pour 2, 3, 4, 5 et 6 V.
- Calcule P = U × I pour chaque mesure.
- Pour U = 6 V, recommence avec la lampe 6 V – 0,3 A.
- Démonstration : le professeur mesure au wattmètre la puissance d'une lampe LED puis d'une bouilloire, et l'énergie consommée pendant 2 min.
Schéma du montage
📝 Résultats et exploitation
| U (V) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| I (A) | ||||||
| P = U × I (W) | ||||||
| éclat de la lampe |
| Appareil (démonstration) | P affichée (W) | E en 2 min (Wh) | E calculée = P × t |
|---|---|---|---|
| lampe LED | |||
| bouilloire |
1. Comment évolue l'éclat de la lampe avec la puissance reçue ?
2. Calcule la puissance nominale de chaque lampe (indications 6 V – 0,1 A et 6 V – 0,3 A) et compare à tes mesures sous 6 V.
3. Trace P en fonction de U. Est-ce une droite ?
4. Démonstration : vérifie la relation E = P × t avec les valeurs du wattmètre.
5. Pourquoi ne faut-il pas brancher la lampe de 6 V sur une tension de 12 V ?