L’essentiel
Un voltmètre mesure une tension électrique, en volts. Il se branche en dérivation aux bornes du dipôle étudié, sans ouvrir le circuit. Sa borne V se relie du côté de la borne + du générateur, sa borne COM du côté de la borne −. Sur un schéma, il se représente par un V dans un cercle.
Comment se branche un voltmètre ?
Brancher en dérivation veut dire que le voltmètre est placé à côté du dipôle, sur une branche à part. Le circuit reste fermé sans lui : on peut le retirer sans rien changer au fonctionnement.
La raison est simple : une tension se mesure entre deux points. Le voltmètre compare donc les deux bornes du dipôle. Il possède une très grande résistance, si bien que presque aucun courant ne passe par lui.
Un voltmètre se branche toujours en dérivation, aux bornes du dipôle dont on veut mesurer la tension.
Le schéma du voltmètre
Le symbole normalisé du voltmètre est un cercle contenant la lettre V, avec un fil de chaque côté.
- Dessine d’abord le circuit complet, sans le voltmètre.
- Repère le dipôle à étudier, par exemple une lampe.
- Trace le symbole du voltmètre au-dessus ou au-dessous de ce dipôle.
- Relie les deux fils du voltmètre aux deux fils qui arrivent à la lampe, de part et d’autre.
- Note V du côté de la borne + du générateur et COM de l’autre.
Brancher un voltmètre pas à pas
- Réalise le circuit et laisse-le ouvert.
- Règle le multimètre sur la position V continu, noté V= ou DC.
- Commence par le plus grand calibre.
- Branche un fil sur la borne V et un autre sur la borne COM.
- Place les extrémités aux bornes du dipôle : V côté +, COM côté −.
- Ferme le circuit, lis la valeur, et baisse le calibre si besoin.
Choisir le bon calibre
Le calibre est la plus grande valeur que l’appareil peut mesurer dans ce réglage. Le meilleur calibre est le plus petit qui reste supérieur à la tension mesurée : il donne la mesure la plus précise.
| Tension à mesurer | Calibre à choisir |
|---|---|
| 0,15 V | 200 mV |
| 1,5 V | 2 V |
| 4,5 V | 20 V |
| 24 V | 200 V |
Astuce : Si l’écran affiche 1 à gauche, sans autre chiffre, la tension dépasse le calibre : choisis un calibre plus grand.
Lire la mesure
- Valeur positive : le branchement est dans le bon sens.
- Valeur négative : les bornes sont inversées. La valeur absolue reste correcte. Par exemple, −4,5 V signifie une tension de 4,5 V mesurée à l’envers.
- Valeur nulle : aux bornes d’un fil ou d’un interrupteur fermé, la tension est pratiquement nulle.
Voltmètre ou ampèremètre : ne pas confondre
| Voltmètre | Ampèremètre | |
|---|---|---|
| Mesure | Une tension U en volts | Une intensité I en ampères |
| Branchement | En dérivation | En série |
| Symbole | V dans un cercle | A dans un cercle |
| Bornes du multimètre | V et COM | A ou mA et COM |
| Faut-il ouvrir le circuit ? | Non | Oui |
Les erreurs à éviter
Brancher le voltmètre en série Le brancher en dérivation
En série, sa très grande résistance bloque le courant et la mesure n’a plus de sens.
Commencer par le plus petit calibre Commencer par le plus grand calibre
Cela évite de dépasser les limites de l’appareil, puis on affine.
Une valeur négative veut dire que l’appareil est cassé Les bornes sont simplement inversées
Il suffit d’échanger les fils V et COM.
Exercices corrigés
1. Comment se branche un voltmètre ?
Voir la correction
En dérivation. On le place aux bornes du dipôle, en dérivation.
2. Quel est le symbole du voltmètre ?
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Un cercle avec un V. Le A désigne l’ampèremètre, la croix la lampe et le rectangle la résistance.
3. On veut mesurer la tension d’une pile de 4,5 V. Calibres disponibles : 200 mV, 2 V, 20 V, 200 V. Lequel donne la meilleure mesure ?
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20 V. C’est le plus petit calibre supérieur à 4,5 V.
4. Le voltmètre affiche −3,2 V. Que faut-il en déduire ?
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Les bornes V et COM sont inversées. La tension mesurée vaut 3,2 V, mais les fils sont dans le mauvais sens.
5. L’écran du multimètre affiche seulement 1 à gauche. Que faire ?
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Prendre un calibre plus grand. Cet affichage indique que la valeur dépasse le calibre choisi.
6. Un circuit en série contient une pile de 6,0 V, une lampe et un interrupteur ouvert. Que lit-on aux bornes de l’interrupteur ?
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6,0 V. Aucun courant ne circule : la lampe a une tension nulle et toute la tension de la pile se retrouve aux bornes de l’interrupteur ouvert.
Questions fréquentes
Pourquoi brancher un voltmètre en dérivation ?
Parce qu’une tension se mesure entre deux points. Le voltmètre doit relier ces deux points sans modifier le courant qui circule dans le circuit.
Où placer la borne COM ?
Du côté de la borne − du générateur, pour obtenir une valeur positive. La borne V se place du côté de la borne +.
Un voltmètre peut-il mesurer une pile hors du circuit ?
Oui. Il suffit de relier ses deux bornes à celles de la pile.