Banc de mesure de la résistance thermique et du flux thermique

Description et caractéristiques techniques

Ce banc de mesure de la résistance thermique permet d'étudier expérimentalement la conduction thermique à travers différents matériaux et de mesurer leur flux thermique. Il est particulièrement adapté aux travaux pratiques de physique-chimie au collège, au lycée et dans l'enseignement supérieur.

L'appareil permet de mesurer la résistance thermique d'une paroi en environ 10 minutes et d'observer l'établissement du régime thermique stationnaire.

Principales fonctionnalités

• Mesure du flux thermique à travers une paroi.
• Mesure de la résistance thermique d'un matériau ou d'une paroi multicouche.
• Étude expérimentale du bilan thermique d'une paroi en régime stationnaire.
• Comparaison de la conductivité thermique de différents matériaux.
• Mesure et enregistrement des températures avec un système ExAO.
• Deux sorties analogiques sur douilles banane Ø 4 mm pour connecter l'appareil à différents systèmes d'acquisition.

Étude de la conduction thermique des matériaux

Le système de serrage permet de maintenir différents échantillons de matériaux plans, découpés au format des mâchoires, entre une source chaude et une source froide.

Il est ainsi possible de constituer différentes parois et de faire varier :

• l'épaisseur de la paroi ;
• la nature du matériau ;
• le nombre de couches constituant la paroi.

Le banc peut notamment être utilisé avec des échantillons en béton, polystyrène, bois, verre, coton, textile, moquette sèche ou moquette humide.

Cette configuration permet de mettre en évidence expérimentalement les différences de conductivité thermique et de résistance thermique entre les matériaux.

Exemples d'expériences et de mesures

Addition des résistances thermiques

Vérification expérimentale de l'addition des résistances thermiques lors de la superposition de plusieurs matériaux.

Exemple : étude d'une paroi composée de béton et de coton.

Influence de l'humidité sur l'isolation thermique

Comparaison de la résistance thermique d'un matériau sec et humide.

Exemple : comparaison entre une moquette sèche et une moquette humide.

Détermination de la conductivité thermique

À partir des mesures réalisées avec le banc, il est possible de retrouver ou d'estimer les valeurs de conductivité thermique de différents matériaux et de les classer selon leur capacité à conduire la chaleur.

Exemples : béton, coton, verre, bois, aggloméré, etc.

Principe de fonctionnement

Le banc de mesure est constitué de :

• Une source chaude, dont la température est réglable autour de la température ambiante.
• Une source froide, dont la température est asservie à environ 10 °C sous la température ambiante.
• Un dispositif de serrage permettant de placer l'échantillon entre les deux sources.
• Un système de mesure et d'affichage permettant de suivre :
  • la température de la source chaude T1 ;
  • la température de la source froide T2 ;
  • la différence de température ΔT = T1 − T2 ;
  • le flux thermique traversant l'échantillon.
• Deux sorties analogiques sur douilles banane Ø 4 mm permettant d'enregistrer l'évolution des températures T1 et T2 avec un système ExAO et de visualiser l'établissement du régime stationnaire.

Le dispositif permet ainsi de relier expérimentalement flux thermique, différence de température, résistance thermique et conductivité thermique.

Caractéristiques techniques

• Type de produit : banc de mesure de la résistance thermique
• Grandeurs mesurées : températures, différence de température et flux thermique
• Temps de mesure de la résistance thermique : environ 10 minutes
• Acquisition : sorties analogiques pour systèmes ExAO
• Connectique : douilles banane Ø 4 mm
• Dimensions : 220 × 90 × 90 mm

Contenu du kit

Le banc de mesure de la résistance thermique est livré avec :

• 1 jeu d'échantillons de matériaux : bois, verre, PVC, moquette, etc.
• 1 adaptateur secteur 12 V / 5 A – TBTS
• 1 notice pédagogique détaillée disponible en téléchargement.