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Physique Chimie cycle 4

Cycle 4 4e Chapitre 3 : La résistance et la loi d'Ohm

Par CEDRIC CHERY, publié le jeudi 26 mars 2015 18:25 - Mis à jour le lundi 26 novembre 2018 20:03

 

Georg Simon Ohm, né le 16 mars 1789 à Erlangen en Allemagne et mort à 65 ans le 6 juillet 1854 à Munich, est un physicien allemand.

En utilisant du matériel de sa propre invention, Ohm a découvert l'existence d'une relation de proportionnalité directe entre la tension (UR) appliquée aux bornes d'un conducteur et le courant électrique (I) qui le traverse, ce qu'on appelle maintenant la loi d'Ohm. Ces résultats expérimentaux lui ont permis de déterminer les relations fondamentales entre courant, tension et résistance électrique.

I. Mesure et expression.

1) Notation :

 

La valeur d'une résistance ( Autre noms : Résistor, conducteur ohmique) s'exprime en ohm. (Ώ) Elle se note de la façon suivante :

R = 33 Ώ

On la mesure avec un ohmmètre.

Attention aux unités :

  • 1 kiloohm : 1 kΏ = 1000 Ώ = 10 3 Ώ
  • 1 mégaohm : 1 MΏ = 1000000 Ώ = 10 6 Ώ

2) Mesure :

Schéma normalisé d'un ohmmètre

II. Rôle de la résistance.

 

Utilisation de l'ohmmètre

Il faut placer le curseur de l'appareil dans la zone (Ώ) sur le plus grand calibre. Ici 20 Mégaohms. (20 M)

Il faut placer deux fils l'un sur la borne (COM) l'autre sur la borne (Ώ).

Attention, on ne peut utiliser un ohmmètre que sur un dipôle isolé. (Hors de tout circuit.)

Un ohmmètre n'a pas de sens de branchement. Il se branche directement aux bornes du dipôle dont on veut mesurer la résistance.

Le calibre correspond à la valeur maximale que peut mesurer l'ohmmètre. On débute toujours la mesure en utilisant le plus grand calibre. Une fois la résistance connue, on choisit le calibre immédiatement supérieur à cette mesure.

II. Rôle de la résistance.

1ère utilisation possible.

Dans les appareils électriques de la vie courante, les résistances servent à chauffer : Une résistance transforme une partie de l'énergie électrique en chaleur.

Propriété : Lorsque du courant électrique passe dans une résistance, une partie de l'énergie électrique est transformée en énergie thermique. La résistance chauffe. C'est l'effet Joule.

2e Utilisation possible.

Comme une résistance parcourue par un courant électrique chauffe, on peut l'utiliser pour éclairer.

Dans les lampes à incandescence, le filament qui produit la lumière est une résistance.

 

3e Utilisation possible.

Dans les circuits électrique, une résistance sert à modifier l'intensité ou la tension dans le circuit.

Utilisation pour modifier l'intensité du courant.

Propriété : Lorsqu'on ajoute une résistance en série dans un circuit, l'intensité du courant diminue.

 

En résumé :

 

III) La loi d'Ohm

 

On considère le circuit ci contre qui comporte :

Un générateur de tension réglable et une résistance

  • Un ampèremètre
  • Un voltmètre

L'ampèremètre mesure l'intensité du courant I qui traverse la résistance. Le voltmètre mesure la valeur de la tension UR aux bornes de la résistance.

Pour tracer la caractéristique d'une résistance, on fait varier la tension du générateur. On place les valeurs de UR et I mesurées dans un tableau en précisant les unités :

 

UR (V)

1 2 3 4 5 6 7 8

I (A)

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08

R = U(V) ÷ I(A)

100 100 100 100 100 100 100 100

On remarque qu'il s'agit d'un tableau de proportionnalité car le résultat de la division entre les nombres d'une même colonne est toujours le même.

Représentation graphique :

  • Titre du graphique : La tension aux bornes de la résistance en fonction d l'intensité du courant.

 

  • Echelle :

Abscisse : Un carreau = 5 mA

Ordonnée : Un carreau = 0,5 V

  • Information apportée par le graphique : Plus la tension aux bornes de la résistance augmente, plus l'intensité du courant est grande.
  • Situation mathématique : Ce graphique correspond à une situation de proportionnalité, car l'ensemble des points sont alignés et forment une droite qui passe par l'origine des axes du graphique.

La loi d'ohn : La tension aux bornes d'une résistance est proportionnelle à l'intensité du courant qui la traverse. Ce n'est pas le cas pour les autres dipôles.

Pour une résistance :

 

En résumé :

 

Je révise tout le chapitre

 

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  • Cycle 4 en 4e