Les Composants et le Fonctionnement du Multimètre (ou Avomètre)
Le multimètre, aussi appelé avomètre ou ohmmètre, est un instrument de mesure polyvalent utilisé en électricité, électronique et en maintenance industrielle. Il permet de mesurer plusieurs grandeurs électriques essentielles, comme la tension (en volts), l’intensité du courant (en ampères) et la résistance (en ohms). Cet outil est crucial pour diagnostiquer des pannes, vérifier des circuits et assurer la conformité des installations électriques. Dans cet article, nous allons explorer les composants du multimètre, leur rôle et leur fonctionnement.
1. Structure générale du multimètre
Le multimètre se compose de plusieurs éléments qui travaillent ensemble pour mesurer les grandeurs électriques. Bien que les modèles puissent varier en fonction des fabricants et des technologies (numériques ou analogiques), la structure de base reste relativement similaire.
a. L’écran d’affichage
L’écran est l’un des composants les plus visibles et les plus utilisés d’un multimètre. Il peut être analogique ou numérique. Sur un modèle numérique, l’affichage est généralement sous forme de chiffres, ce qui facilite la lecture des valeurs mesurées avec une grande précision. Sur un modèle analogique, l’affichage se fait via une aiguille qui se déplace sur une échelle graduée pour indiquer la valeur de la mesure.
b. Le sélecteur de fonction
Le sélecteur de fonction (ou commutateur) est un composant rotatif qui permet à l’utilisateur de choisir le type de mesure qu’il souhaite effectuer. En fonction de la position de ce sélecteur, le multimètre peut être configuré pour mesurer :
- La tension continue (DC) ou alternée (AC),
- L’intensité du courant en ampères,
- La résistance en ohms,
- La vérification de la continuité (souvent indiquée par un symbole de diode ou un petit carré),
- La mesure de la fréquence ou de la capacité (selon les modèles).
c. Les bornes de connexion
Les bornes de connexion sont les points où les câbles de test sont branchés. Ces câbles sont utilisés pour relier le multimètre au circuit ou à l’élément à tester. Un multimètre standard dispose généralement de trois bornes :
- COM (commun) : la borne de référence ou de masse, qui est utilisée pour la plupart des mesures,
- VΩma : pour la mesure de la tension (volts), de la résistance (ohms) et parfois de l’intensité du courant à faible valeur,
- A : pour la mesure de l’intensité du courant (ampères), avec un adaptateur spécial pour les courants plus élevés dans certains modèles.
Les câbles de test sont souvent équipés de pinces croco, ce qui facilite la connexion à un circuit sans avoir besoin de maintenir manuellement les fils en place.
2. Les principales fonctions du multimètre
Un multimètre moderne peut offrir une large gamme de fonctions, mais ses applications principales restent les suivantes :
a. Mesure de la tension (Voltmètre)
La mesure de la tension permet de vérifier les différences de potentiel entre deux points d’un circuit. Le multimètre peut mesurer :
- La tension continue (DC) : utilisée dans les circuits alimentés par des batteries ou des sources de courant continu.
- La tension alternative (AC) : utilisée dans les réseaux électriques domestiques ou industriels.
Cette mesure est cruciale pour vérifier le bon fonctionnement des alimentations et des composants électroniques.
b. Mesure du courant (Ampèremètre)
La mesure du courant permet de vérifier l’intensité du courant circulant dans un circuit. Le multimètre doit être connecté en série avec le circuit pour mesurer le courant. Les valeurs mesurées sont généralement exprimées en ampères (A). Les multimètres peuvent mesurer des courants très faibles à quelques milliamps (mA) jusqu’à des courants plus élevés, selon le modèle.
c. Mesure de la résistance (Ohmmètre)
Le multimètre peut également être utilisé pour mesurer la résistance des composants électriques comme les résistances, les moteurs, ou les câblages. En connectant les bornes du multimètre aux deux extrémités du composant, il mesure la résistance qui s’oppose au passage du courant. Les valeurs de résistance sont exprimées en ohms (Ω). Cette fonction est essentielle pour tester la continuité d’un circuit ou d’un composant.
d. Test de la continuité
Cette fonction, souvent symbolisée par une onde sonore ou un signal de diode, permet de tester si un circuit est ouvert ou fermé. Si la résistance est proche de zéro (circuit fermé), le multimètre émet un bip. En revanche, si le circuit est ouvert, il n’y a pas de signal sonore.
e. Mesure de la capacité (Capacitance)
Certains multimètres permettent de mesurer la capacité des condensateurs. Cette fonction est généralement utilisée dans le domaine de l’électronique pour tester des composants comme les condensateurs dans les circuits.
f. Mesure de la fréquence
La fréquence des signaux sinusoïdaux dans un circuit peut également être mesurée par un multimètre. Cette fonctionnalité est couramment utilisée pour tester des circuits oscillants ou pour vérifier la fréquence des signaux dans des systèmes de communication.
3. Les composants internes du multimètre
Outre les éléments externes, le multimètre contient plusieurs composants internes qui lui permettent d’effectuer les mesures et d’afficher les résultats de manière précise. Voici les principaux composants internes d’un multimètre :
a. Les résistances de mesure
Les résistances internes servent à limiter le courant circulant dans le multimètre lors de la mesure de la tension et du courant. Elles assurent que l’instrument ne soit pas endommagé par des courants trop élevés.
b. Le circuit de conversion analogique-numérique (ADC)
Dans les multimètres numériques, un circuit de conversion analogique-numérique est responsable de la conversion du signal analogique reçu en une valeur numérique. Ce circuit permet d’afficher une valeur mesurée sur un écran LCD ou LED. Il joue un rôle crucial dans la précision de l’instrument.
c. Les diodes et les composants de protection
Les multimètres modernes incluent souvent des diodes pour protéger le circuit interne contre les surtensions ou les courants excessifs. De plus, des fusibles de protection sont souvent intégrés pour protéger l’utilisateur et l’appareil lui-même en cas de défaillance.
d. Les filtres et les amplificateurs
Les filtres sont utilisés pour éliminer les bruits indésirables lors de la mesure des signaux à faible fréquence, tandis que les amplificateurs sont utilisés pour augmenter la force du signal à mesurer afin d’assurer une lecture plus précise.
4. Le choix d’un multimètre : analogique ou numérique
Les multimètres se divisent en deux catégories principales : analogiques et numériques. Le choix entre les deux dépend de l’application et des préférences de l’utilisateur.
a. Multimètre analogique
Le multimètre analogique utilise une aiguille qui se déplace sur un cadran pour indiquer la valeur mesurée. Il est généralement plus abordable et peut être préféré pour certains types de mesures, notamment les courants et tensions fluctuants.
b. Multimètre numérique
Le multimètre numérique est plus courant aujourd’hui, offrant une lecture précise des valeurs numériques. Il est généralement plus facile à utiliser et fournit des résultats plus fiables et plus lisibles, surtout pour les utilisateurs novices. En plus de la précision, il dispose souvent de fonctionnalités avancées, telles que la mesure automatique de la gamme.
5. Les applications pratiques du multimètre
Le multimètre est un outil fondamental dans de nombreux domaines :
- Dans le secteur électrique : il est utilisé pour vérifier la tension, l’intensité et la résistance dans les circuits domestiques et industriels.
- Dans l’électronique : il permet de tester des composants comme les résistances, les diodes, les condensateurs et d’autres éléments sensibles des circuits électroniques.
- Dans la maintenance automobile : il sert à tester les circuits électriques des véhicules, en particulier ceux liés au système d’allumage ou de charge.
- Dans les tests de sécurité : il permet de vérifier que les installations électriques respectent les normes de sécurité, en mesurant la résistance d’isolement et en testant la continuité des câblages de mise à la terre.
Conclusion
Le multimètre, ou avomètre, est un instrument de mesure essentiel qui offre une grande variété de fonctions. Son utilisation est indispensable dans de nombreux secteurs professionnels, de l’électronique à l’électricité, en passant par l’automobile. Grâce à ses composants internes sophistiqués, il permet de réaliser des mesures précises et de diagnostiquer des pannes rapidement. Qu’il soit numérique ou analogique, cet outil reste un élément incontournable du kit de tout technicien ou ingénieur.
