- enseignement Catholique

HPT
Formation scientifique
UAA5
AUTEURS : Jean-Baptiste Schuermans et Philippe Godts
Fiche d’expérience 5
Courant électrique et résistance électrique
Objectifs d’apprentissage
Montrer comment varie l’intensité du courant dans un circuit quand la résistance change.
A. Variante avec mesures qualitatives
Matériel suggéré

Pile (4,5 V)*1 ;

Ampoules sur soquet (6 V/0,5 A)* ;

Fil de nichrome (environ 1 m de long, 0,2 ou 0,3 mm de diamètre) enroulé régulièrement
autour d’une plaquette ou un morceau de carton d’environ 12 cm sur 1,5 cm.*2 ;

Cordons de connexion avec pinces crocos*.
Santé, sécurité, notes techniques
Voir remarques générales dans le document relatif à la boîte électrique de base (BEB).
Procédure
1. Réaliser un circuit électrique simple pile/ampoule.
2. Vérifier que le fil de nichrome est bien enroulé régulièrement autour
de la plaquette (les boucles ne peuvent pas se toucher). Insérer le
fil de nichrome en série avec l’ampoule en branchant les pinces
crocodiles à ses extrémités (voir schéma électrique ci-contre).
3. Observer l’évolution de la clarté de l’ampoule : le fil de nichrome
limite le courant, c’est une résistance.
1
(*) Ce matériel est inclus dans la boîte électrique de base (BEB).
2
On peut aussi utiliser une mine de crayon 4H (éventuellement 3H), 2mm de diamètre. Ces mines sont plus sèches et sont
donc plus résistives. Elles permettent de faire varier la résistance totale, et donc le courant, de manière suffisante pour
observer une diminution importante de luminosité de l’ampoule.
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4. Raccourcir la longueur utile du fil de nichrome en rapprochant les pinces crocodiles l’une de
l’autre tout en observant l’évolution de la clarté de l’ampoule : lorsque la résistance diminue,
l’ampoule brille plus fort, ce qui signifie que le courant augmente, et vice versa.
5. Toucher brièvement la portion du fil de nichrome parcourue par le courant pour les différentes
séquences de l’expérience. Dans quelle situation le fil est-il le plus chaud ?
Note pour le professeur
L’intérêt de l’utilisation du fil de nichrome comme résistance est que l’élève peut facilement en varier la
longueur utile, et donc la résistance. De plus, en touchant le fil entre les deux contacts, il se rend
assez bien compte de l’effet thermique du courant électrique.
En plaçant une résistance variable en série avec l’ampoule, on obtient en fait un diviseur de tension
(Uampoule + Ufil = Upile), de sorte que la tension aux bornes de l’ampoule diminue au fur et à mesure
qu’on augmente la résistance variable. Bien que la tension aux bornes de la pile reste constante, la
tension aux bornes de l’ampoule diminue donc, de même que le courant. Dans cette première
variante de l’expérience, l’ampoule est l’indicateur de courant et remplace donc l’ampèremètre.
Cette variante n’est pas adaptée à des mesures quantitatives car la résistance de l’ampoule augmente
avec la tension, et avec sa luminosité. De plus, la résistance du fil dépend aussi de la qualité des
contacts avec les pinces crocodiles.
B. Variante avec mesures quantitatives
Matériel suggéré

Pile (4,5 V)* ;

Résistances de 100 Ω* et de 470 Ω* ;

Ampèremètre, voltmètre.3

Eventuellement, led*.

Eventuellement, ohmmètre
Procédure4
1. Réaliser un circuit électrique en série
ampèremètre. Mesurer l’intensité du courant.
pile-résistance-
2. Raccorder un voltmètre aux bornes de la pile, afin de vérifier
que la tension reste constante (voir schéma ci-contre)
3. Insérer des résistances supplémentaires en série dans le
circuit (l’ordre des composants a-t-il une influence?) et
observer la valeur de l’intensité (et de la tension aux bornes de
la pile) à chaque résistance ajoutée.
A
Pour aller plus loin

Associer une diode led et des résistances en série avec un générateur.

Mesurer la valeur de diverses résistances avec un ohmmètre.
Note pour le professeur
La mesure des valeurs de résistance avec un ohmmètre correspond également à des
développements attendus (A3 en HPT5).
3
Les élèves ont plus de facilités à utiliser des appareils simples, sans sélectionneur, et ne permettant qu’un type de mesure
(soit ampèremètre, soit voltmètre).
4
Voir par exemple la fiche Phywe ER 1.1.2
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Développements attendus principalement visés
Citer différents exemples de récepteurs et indiquer la transformation d’énergie dont ils sont le siège
(C3).
L’élève cite différents exemples de récepteurs et indique la transformation d’énergie dont ils sont le
siège.
Établir expérimentalement comment varie l’intensité du courant dans un circuit quand la résistance
varie à tension constante (A2).
L’élève utilise ou construit un dispositif expérimental permettant de vérifier qu’à tension constante,
l’intensité du courant diminue quand la résistance augmente.
A l’aide d’un ohmmètre, mesurer la résistance de différents appareils à usage domestique (A3).
À l’aide d’un ohmmètre, comparer la résistance du corps humain dans différentes conditions (A4).
L’élève utilise de manière adéquate un ohmmètre pour mesurer :
 la résistance d’un appareil à usage domestique ;
 la résistance du corps humain en variant certains paramètres (par exemple : la peau
mouillée ou sèche, la présence ou non de vêtements).
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A l’aide d’un ohmmètre, comparer la résistance du corps humain dans différentes conditions.
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