Principe d'un thermomètre électronique

TP N°21 (Physique)  

Les thermomètres électroniques sont de plus en plus utilisés. Ils comportent un capteur de température  associé à un

 système électronique qui permet d’afficher directement la température.

 I°) Principe de l’expérience :

       Au cours de cette séance, nous allons utiliser un capteur de température : la thermistance. Ce capteur est un composant

       électronique dont la résistance varie avec la température. Pour étudier cette thermistance, nous avons besoin de placer

        cette dernière dans l’eau avec un thermomètre électronique. Un multimètre utilisé en ohmmètre sera relié à la

        thermistance.

  1°) A quoi sert le thermomètre électronique ?

  2°) A quoi sert l’ohmmètre branché en parallèle sur la thermistance ?

  3°) Pourquoi placer le thermomètre et le capteur de température tous les deux dans l’eau ?

 II°) Protocole :

        - Dans un bécher de 250 mL, introduire environ 150 mL d’eau chaude (pas plus de 70 °C). Pour cela

          aller chercher une des deux bouilloires électriques sur la paillasse du professeur.

-  Placer le bécher sur un agitateur magnétique (le barreau magnétique doit être dans l’eau).

-  Introduire le thermomètre électronique et la thermistance.

- Mettre l’agitation en route.

-  Relever 10 couples (q, R_TH) de valeurs contenant chacun :

                                                                                          - la température q°C de l’eau du bécher

                                                                                          - la valeur R_TH de la thermistance

- Réaliser ces mesures jusqu’à environ 20°C (température ambiante).

- Prendre 3 autres mesures en rajoutant des morceaux de glaçons (Relever les valeurs quand l’équilibre thermique

   est  atteint, c’est à dire quand les morceaux de glace sont entièrement fondus).

- Garder environ 50 mL d’eau et introduire un glaçon entier. Relever le couple (q°C, R_TH).

III°) Exploitation des résultats :

1°) Dresser un tableau de valeurs (q°C,R_TH ) avec EXCEL . N’oublier pas de donner un titre à votre feuille

      EXCEL, ainsi que de soigner la mise en page (Le symbole q est obtenu en tapant la lettre q en minuscule

       avec la police Symbol).

2°) Avec l’assistant graphique d’EXCEL représenter le graphe de R_TH  en fonction de q (R_TH=f(q)).

3°) Justifier l’appellation thermistance à coefficient de température négatif (C.T.N) donné à ce

      composant.

4°) Dans quel domaine de température cette thermistance est-elle la plus sensible à une variation de

température ?

IV°) Applications :

1°) Cette thermistance est introduite dans un bain. L’ohmmètre indique une résistance de 580 W. Déterminer

la température du bain.

2°) Il y a sur la paillasse du professeur un mélange réfrigérant comportant un quart de sel et trois quarts de

glace. Que constatez vous concernant la valeur de la température pour ce mélange.

Pourquoi utilise-t-on du sel sur les routes l’hiver ?