Publié le 9 novembre 2026 · Mis à jour le 9 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
Un capteur électrique transforme une grandeur physique (température, par exemple) en une grandeur électrique que l'on peut mesurer.
La thermistance est le capteur électrique de température étudié en Seconde 2.
La caractéristique d'un dipôle relie l'intensité I du courant qui le traverse à la tension U à ses bornes 2.
Pour un conducteur ohmique : U=R×I ; la caractéristique est une droite passant par l'origine.
Mesurer : un voltmètre se place en dérivation pour la tension, un ampèremètre en série pour l'intensité.
Un résultat de mesure se compare à une valeur de référence, au moins de façon qualitative 2.
Pourquoi des capteurs électriques ?
Autour de toi, des dizaines d'appareils mesurent quelque chose en permanence : la température d'un four, la luminosité d'un écran, la pression d'un pneu. Presque tous le font de la même manière : ils transforment la grandeur à mesurer en une grandeur électrique, car une tension ou une intensité se mesure facilement, se transmet par un fil et se traite avec un ordinateur.
C'est exactement l'idée d'un capteur électrique. Dans ce cours, tu vas comprendre ce qu'il est, comment on étudie son comportement avec des mesures de tension et d'intensité, et comment on exploite le résultat. Pour cela, tu t'appuies sur ce que tu as vu avant : les signaux et circuits électriques, et les lois des circuits électriques.
Le programme de Seconde place cette étude dans le chapitre « Ondes et signaux » : on y apprend à mesurer une grandeur physique à l'aide d'un capteur électrique 2. Un exemple concret sert de fil conducteur : une sonde qui descend dans l'eau et transmet des mesures de température grâce à un capteur électrique appelé thermistance2. Ce capteur n'est pas perturbé par la pression de l'eau qu'il subit 2, ce qui est précieux pour une sonde plongée en profondeur.
Rappels : tension, intensité et dipôles
Avant d'étudier un capteur, rappelons les outils de base d'un circuit.
L'intensitéI du courant se mesure en ampères (A). Elle décrit le débit de charges électriques dans une branche du circuit.
La tensionU entre deux points se mesure en volts (V). Elle décrit la différence d'état électrique entre ces deux points.
Un dipôle est un composant qui possède deux bornes : une lampe, une pile, un conducteur ohmique, une thermistance sont des dipôles.
Mesurer une tension et une intensité
Étudier un capteur électrique demande de savoir mesurer correctement une tension et une intensité, et de savoir schématiser les appareils de mesure 2. En séance de travaux pratiques, on utilise le plus souvent un multimètre, appareil qui peut jouer plusieurs rôles selon le réglage choisi 1.
MonterGénérateur réglable et dipôle en circuit fermé
BrancherAmpèremètre en série, voltmètre en dérivation
MesurerRelever plusieurs couples (U ; I) en variant U
TracerPlacer les points et tracer la courbe moyenne
Étudier un dipôle : les étapes · Démarche expérimentale pour obtenir une caractéristique.
La caractéristique d'un dipôle
La caractéristique est la « carte d'identité électrique » d'un dipôle. Deux dipôles différents n'ont pas la même courbe. Les documents de cours présentent d'ailleurs côte à côte les caractéristiques de quelques dipôles usuels, comme celle d'un générateur idéal et celle d'un conducteur ohmique2.
Caractéristique d'un conducteur de 100 ohms · U (en V) en fonction de I (en mA) pour R = 100 ohms : U = 0,1 × I.
Résistance, loi d'Ohm et capteurs résistifs
Le programme évoque aussi la résistance et les systèmes à comportement de type ohmique 2. Cette idée est la clé d'un grand nombre de capteurs : si la résistance d'un composant dépend de la grandeur physique à mesurer, il suffit de mesurer U et I pour calculer R, puis d'en déduire la grandeur physique.
C'est le principe d'un capteur résistif. La thermistance en est l'exemple le plus connu en Seconde : c'est un capteur électrique de température 2. Sa résistance varie quand la température change ; en mesurant la tension à ses bornes et l'intensité qui la traverse, on obtient R=U/I, donc une information sur la température.
Étude de la thermistance et du bathythermographe
Un document d'activité pose la question centrale : quel est le comportement électrique d'une thermistance ? On y apprend à mesurer une tension et une intensité, et à schématiser les appareils de mesure 2. Une autre activité demande comment fonctionne le circuit électrique au sein d'un bathythermographe2. Il s'agit d'une sonde reliée à une bobine de fil qui se déroule pendant la descente dans l'eau ; ce fil transmet les mesures de température 2.
Dans un bathythermographe, le circuit est simple en principe : un générateur, un capteur de température et un dispositif qui lit la tension ou l'intensité. Les lois des circuits (nœuds, mailles) suffisent pour relier ce que l'on mesure à la résistance du capteur, dans un circuit comportant au plus deux mailles 2.
Capteurs, microcontrôleurs et mesures du quotidien
Au lycée, les capteurs peuvent être associés à un microcontrôleur : petit circuit programmable qui lit la tension fournie par le capteur et la convertit en valeur numérique 1. On utilise aussi des multimètres, des oscilloscopes et des interfaces d'acquisition 1.
L'électricité ne se limite pas aux circuits de TP : elle sert aussi à mesurer. Un exemple cité dans les ressources officielles est la mesure de la résistivité des sols 1.
Erreurs fréquentes et méthode de rédaction
Exercices corrigés
Exercice 1 Intensité dans un conducteur ohmique
★☆☆Environ 8 min
Un conducteur ohmique de résistance R=470Ω est soumis à une tension U=4,7 V. Calcule l'intensité du courant qui le traverse, en milliampères.
Indice 1
Utilise la loi d'Ohm : U=R×I.
Indice 2
Pense à convertir des ampères en milliampères.
Voir la correction pas à pas
On isole I dans la relation U=R×I : I=RU.
On remplace par les valeurs : I=4704,7.
On calcule : I=0,010 A.
On convertit : 0,010A=10mA.
L'intensité vaut 10 mA. L'ordre de grandeur est cohérent avec un circuit de TP.
Exercice 2 Étalonner un capteur de température
★★☆Environ 12 min
Un capteur de température fournit une tension de sortie liée à la température θ (en °C) par la relation U=0,50+0,020×θ, avec U en volts. Un voltmètre indique U=1,10 V. Quelle est la température mesurée ?
Indice 1
Isole θ dans la relation donnée.
Indice 2
Soustrais d'abord 0,50 des deux côtés.
Voir la correction pas à pas
On part de U=0,50+0,020×θ.
On soustrait 0,50 : U−0,50=0,020×θ.
On divise par 0,020 : θ=0,020U−0,50.
On remplace : θ=0,0201,10−0,50=0,0200,60.
On calcule : θ=30 °C.
La température mesurée est de 30 °C. C'est la relation d'étalonnage qui permet de passer de la tension à la grandeur physique.
Exercice 3 Variation de résistance d'une thermistance
★★★Environ 15 min
Une thermistance est alimentée sous une tension constante U=6,0 V. Dans un premier bain, l'ampèremètre indique 2,0 mA. Dans un second bain plus chaud, il indique 3,0 mA. Calcule la variation de résistance, c'est-à-dire la diminution de R entre les deux bains, en ohms.
Indice 1
Calcule R dans chaque bain avec R=U/I.
Indice 2
Convertis les milliampères en ampères avant de calculer.
Voir la correction pas à pas
On convertit : 2,0mA=2,0×10−3 A et 3,0mA=3,0×10−3 A.
Premier bain : R1=2,0×10−36,0=3000Ω.
Second bain : R2=3,0×10−36,0=2000Ω.
On calcule la différence : R1−R2=3000−2000=1000Ω.
La résistance a diminué de 1000 Ω entre les deux bains. Cette variation marquée est ce qui permet au capteur de renseigner sur la température.
Quiz
7 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.
Un capteur électrique réagit à une grandeur physique (température, par exemple) en modifiant une grandeur électrique que l'on mesure. Produire de l'énergie est le rôle d'un générateur, et la protection celui d'un fusible : ce ne sont pas des fonctions de capteur.
La thermistance est le capteur électrique de température rencontré en Seconde 2. Un rhéostat est une résistance réglable à la main, il ne réagit pas à la température.
Le courant doit traverser l'ampèremètre : on le place en série. En dérivation, il crée un quasi court-circuit, ce qui est dangereux pour l'appareil.
Une caractéristique relie I et U pour le dipôle 2. Les autres propositions ne concernent pas des grandeurs électriques du dipôle.
Avec I=U/R=12/240=0,05 A, soit 50 mA. L'erreur tentante est de donner 0,05 en oubliant la conversion en milliampères, ou de diviser R par U (20).
Vrai : U=R×I est une relation de proportionnalité, donc une droite passant par l'origine. Dire que la droite ne passe pas forcément par l'origine confond avec d'autres dipôles.
Comme I=U/R, si R diminue avec U constante, I augmente. Penser que l'intensité diminue revient à confondre proportionnalité directe et inverse.
Les questions qu'on se pose
Quelle différence entre un capteur et un appareil de mesure ?
Le capteur transforme la grandeur physique en grandeur électrique (une résistance ou une tension qui change). L'appareil de mesure (multimètre, microcontrôleur) lit cette grandeur électrique. Dans un thermomètre électronique, les deux sont réunis dans le même boîtier.
Pourquoi la thermistance est-elle un capteur de température ?
Parce que ses propriétés électriques changent avec la température : mesurer sa tension et son intensité permet de calculer sa résistance, puis d'en déduire la température grâce à l'étalonnage. Elle est présentée comme capteur électrique de température dans les ressources de Seconde 2.
Comment savoir si je dois mettre le voltmètre en série ou en dérivation ?
Retiens : voltmètre en dérivation (il compare deux points), ampèremètre en série (le courant doit le traverser). Un moyen simple : pour la tension, tu n'ouvres jamais le circuit ; pour l'intensité, tu l'ouvres pour insérer l'appareil.
À quoi sert de tracer une caractéristique ?
Elle montre le comportement électrique du dipôle sur toute une plage de valeurs, pas seulement en un point. Si c'est une droite passant par l'origine, tu reconnais un conducteur ohmique et tu lis sa résistance avec la pente.
Que faut-il vérifier avant de rendre un résultat de mesure ?
L'unité, la cohérence de l'ordre de grandeur, et si possible la comparaison avec une valeur de référence, au moins qualitativement 2. Un écart important signale souvent une erreur de branchement ou de conversion.