Mesures en courant continu :
Dans une résistance alimentée en courant continu, la puissance dissipée est égale au produit du courant qui la traverse par la différence de potentiel entre ses extrémités.
P = U.I ;
Deux montages sont possibles. Dans le montage aval (courte dérivation), on place le voltmètre directement en parallèle sur la résistance. L'ampèremètre mesure le courant dans la résistance plus le courant dérivé par le voltmètre.
Dans le montage amont (longue dérivation), on place le voltmètre aux bornes de l'ensemble résistance-ampèremètre. On ajoute la chute de tension dans l'ampèremètre à la chute de tension dans la charge.
Dans les deux cas, on commet une erreur mais comme le courant prélevé par les voltmètres modernes est très faible, le montage amont est préférable.
On peut aussi utiliser un wattmètre. C'est un appareil qui comporte une bobine mobile B1 ayant beaucoup de spires de fil fin (circuit tension) placée dans une bobine fixe de gros fil B2 (circuit courant). Sous l'action du champ magnétique crée par B2, la bobine B1 tourne d'un angle fonction de la puissance dissipée dans la charge.
Mesures en courant alternatif :
Si la charge est purement résistive la puissance est encore donnée par le produit UI. Si le circuit comporte une charge ayant une partie réactive le courant n'est plus en phase avec la tension.
La puissance est alors égale à P = U.I.cos(φ). Il faut utiliser un wattmètre pour faire la mesure de la puissance.
Le produit U.I (qui ne correspond pas à la puissance) s'exprime en VA (volt-ampère).
Il est aussi possible d'utiliser 3 ampèremètres (pour valeurs efficaces) et une résistance auxiliaire Rd. On montre que la puissance dissipée dans la charge est donnée par la relation P = Rd.(I21 − I2 − I22) − Ra.I2) / 2.
Ra désigne la résistance de l'ampèremètre qui mesure le courant I dans la charge. Il existe aussi une méthode semblable utilisant trois voltmètres. Pour démontrer la relation, intégrer sur une période l'expression de i21(t).
Utilisation :
Tous les ampéremètres utilisés dans le programme présentent une résistance de 0,5 Ω Les voltmètres sont idéaux.
Un click sur le bouton [Nouveau] génère une nouvelle valeur aléatoire de la charge. (Résistance en continu, résistance pure ou résistance en série avec une inductance en alternatif).
Un click sur le bouton [Réponse] provoque l'affichage des valeurs de la charge et de la puissance dissipée.
A partir des indications des appareils retrouver la valeur de la charge et celle de la puissance dissipée.