Fiche de révision

Connaître et exploiter la loi d'Ohm

Contenu

En bref Plus on augmente la tension aux bornes d'un conducteur ohmique, plus le courant électrique qui le traverse est important : dans un conducteur ohmique, la tension et l'intensité du courant électrique sont proportionnelles. La relation mathématique qui relie ces grandeurs est la loi d'Ohm.

IÉtude expérimentale

On réalise un circuit contenant un conducteur ohmique et un générateur dont on peut faire varier la tension (montage ci-­contre).

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En faisant varier la tension aux bornes du générateur, on fait varier la tension aux bornes du conducteur ohmique.

Pour chaque valeur de la tension U aux bornes du conducteur ohmique, on relève l'intensité I du courant électrique qui le traverse.

On trace la caractéristique du conducteur ohmique, c'est-­à-­dire la représentation de la tension U aux bornes du conducteur ohmique en fonction de l'intensité I qui le traverse : les intensités sont portées en abscisse (axe ­horizontal) et les tensions en ordonnée (axe vertical).

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La caractéristique U = f (I) d'un conducteur ohmique est une droite linéaire : il y a proportionnalité entre la tension et l'intensité du conducteur ohmique.

IIConnaître la loi d'Ohm

D'après la loi d'Ohm, la tension aux bornes d'un conducteur ohmique est proportionnelle à l'intensité du courant qui le traverse. Le coefficient de proportionnalité R est la valeur de la résistance du conducteur ohmique.

Tableau de 1 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 1 lignes ;Ligne 1 : U = R × I; U, la tension en volts (V) ;I, l'intensité en ampères (A) ;R, la résistance du conducteur ohmique en ohms (Ω).;

Lorsqu'un courant électrique traverse un conducteur ohmique, celui-ci libère de la chaleur. Ce phénomène s'appelle l'effet Joule.

Exemples : radiateur électrique ou fer à lisser.

Méthode

Appliquer une loi et rédiger un calcul

On trouve dans les moteurs électriques de nombreux conducteurs ohmiques, composants essentiels permettant de moduler l'intensité du courant. Ceci est notamment vrai dans l'industrie du jouet, que ce soit pour les avions, les trains ou les voitures téléguidés, sonores ou lumineux.

Un des conducteurs ohmiques du moteur électrique d'un jouet, de résistance de 245 Ω, est traversé par un courant de 20 mA.

1 Calculer la valeur de la tension aux bornes du dipôle.

2 Quelle valeur de la résistance du conducteur ohmique serait nécessaire pour que l'intensité du courant électrique reste de 20 mA si on utilisait une pile de 6 V ?

Conseils

1 • Lorsque tu fais un calcul, rédige-­le en respectant les étapes suivantes :

– indique ce que tu calcules ;

– cite la loi éventuellement utilisée ;

– écris l'expression littérale du calcul (la formule) ;

– écris l'application numérique (avec les valeurs) ;

– écris le résultat sans oublier l'unité ; tu peux aussi ajouter une phrase de conclusion pour répondre à la question posée.

Convertis les valeurs dans les unités du système international : en ohms (Ω) pour R, en ampères (A) pour I et en volts (V) pour U.

2 Lorsqu'au dénominateur il y a une multiplication, mets-la entre parenthèses sur la calculatrice pour éviter une erreur de calcul.

Solution

1 Calcul de la tension aux bornes du conducteur ohmique :

d'après la loi d'Ohm, Uconducteur ohmiqueR × I

avec I = 20 mA = 0,020 A ou 20 × 103 A ;

Uconducteur ohmique = 245 × 0,020 = 4,9 V.

La tension aux bornes du conducteur ohmique est égale à 4,9 V.

2 Calcul de la résistance du conducteur ohmique :

d'après la loi d'Ohm, Uconducteur ohmique = R × I.

On en déduit R = Uconducteur ohmiqueI = 6,020×103 = 3,0 × 102 Ω.

Pour avoir une intensité de 20 mA avec une tension de 6,0 V, il faut utiliser un conducteur ohmique de 300 Ω.

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