Ohm, le Mozart de l`électricité

CORRECTION CHAPITRE 8
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Ohm, le Mozart de l’électricité
» Ohm était un physicien allemand du XIXe siècle. Il est né en 1789 et mort en 1854.
» L’intérêt de la loi d’Ohm est d’établir un lien entre tension et intensité du courant
tout en distinguant les deux grandeurs électriques. Elle permet aussi une description
théorique des phénomènes électriques.
» Les travaux d’Ohm étaient originaux et novateurs pour son époque car les
développements mathématiques en électricité étaient alors peu utilisés.
Monteur de composants électroniques
» Les activités pratiquées par un monteur-câbleur sont la construction ou la
réparation de matériels électriques, ainsi que la réalisation de circuits imprimés et
l’implantation des composants.
» Les qualités nécessaires à la pratique de ce métier sont la rigueur, la méthode et
l’habileté manuelle.
» Les débouchés se situent principalement dans l’industrie pour la fabrication ou la
maintenance des matériels électriques, ainsi que dans les entreprises de services
comme les télécoms, EDF, SNCF, RATP, Air France.
Attention danger !
» La résistance d’un corps humain est la plus faiblequand ce corps est mouillé.
» On calcule les intensités susceptibles de traverser un corps humain selon sa
résistance :
Si R = 100 ∧, alors I = U/R = 220/100 = 2,2 A.
Si R = 1 M∧, alors I = U/R = 220/1 000 000 = 0,22 mA.
On retrouve bien les valeurs indiquées dans le texte.
» La résistance du corps humain dépend des tissus internes et de l’état de
l’épiderme (surface de contact plus ou moins grande et plus ou moins humide,
pression de contact, hydratation et salinité, épaisseur de la peau, distance entre les
points de contact, fréquence).
Quand la résistance s’annule
» Les applications possibles des supraconducteurs se situent dans le domaine de
l’environnement (fi ltration de l’eau), dans celui de la médecine (IRM, SQUID), dans
celui de l’ingénierie (transport).
» Pour un TGV, il existe des contacts entre le train et les rails, alors que pour un TLM,
il n’y a aucun contact entre le train et les rails. Aussi un TLM peut se déplacer jusqu’à
500 km/h, alors que la vitesse de croisière d’un TGV est plus faible (environ 270
km/h).
» Un TLM est un moyen de transport effi cace et très rapide qui ne génère aucune
pollution. Par contre, il est très coûteux et la technologie n’est pas encore totalement
au point.
EXERCICE N°9
Plus la résistance d’un dipôle est élevée, plus l’intensité du courant qui le parcourt est
faible. On peut
donc en déduire les valeurs de l’intensité :
a. I = 300 mA ;
b. I1 = 220 mA ;
c. I2 = 160 mA.
EXERCICE N°10
Sur la photographie, le voltmètre indique une tension U = 4 V et l’ampèremètre indique
une
intensité I = 27,1 mA = 0,0271 A
Donc R = U/I = 4 / 0,027 1 = 147,6 Ω.
EXERCICE N°11
Sur le graphique, quand la tension U = 2 V, alors l’intensité I = 10 mA =0,01
Donc R = U/I = 2 / 0,01 = 200 Ω
EXERCICE N°12
Il faut commencer par mettre toutes les grandeurs dans les unités du système international :
V ; A et Ω
1ère colonne : R = U / I = 12 V / 0,5 A = 24 Ω
2ème colonne : U = R I = 3 500 Ω ∗ 0,02 Α = 70 Ω
3ème colonne : I = U / R = 220 V / 2000 000 Ω
EXERCICE N°13
1. R1 = U / I = 3,5 V / 0,5 A = 7 Ω
R2 = U / I = 6 V / 0,5 A = 12 Ω .
2. I1 = U / R = 9 V /56 Ω = 0,161 A
I2 = 9 V /33 Ω = 0,273 A.
EXERCICE N°14
1. Les points ne sont pas alignés car il y a des erreurs expérimentales ou de tracés des
points
2. Lise a tracé correctement la caractéristique car elle a tracé la « droite moyenne ».
EXERCICE N°15
2. Quand U vaut 49,5 V, alors I vaut 9 mA et quand I vaut 5 mA, alors U vaut 2,5 V.
3. R = U / I = 2 V / 0,004 A = 500 Ω .
EXERCICE N°16
On calcule l’intensité maximale que peut débiter la batterie : on est dans une association
en dérivation donc on applique la loi des nœuds : I = 4 × 0,4 A + 0,1 A + 2 × 5 A + 0,4 A
= 12,1 A.
Il faut donc utiliser un fusible de calibre supérieur à 12,1 A, c'est-à-dire 15 A.
Si l’intensité dépasse 15 A, le fusible va fondre et protègera le circuit
EXERCICE N°18
1. I1 = U1 / R1 = 2,4 V/ 200 Ω = 0,012 A = 12 mA.
3. I2 = U2/R2
Pour calculer U2, on applique la loi d’additivité des tensions dans le circuit en série : UG = U1 + U2
donc U2 = UG – U1 = 12 V – 2,4 V = 9,6 V
I2 = 9,6 V / 800 Ω = 0,012 A =12 mA ;
on peut aussi remarquer que R1 et R2 sont branchées en série et sont parcourues par le
même courant d’intensité I = I1 = I2 =12 mA ; ce qui est normal puisqu’on retrouve la loi
d’unité des intensités dans le circuit en série
EXERCICE N°19
1. R1 est branchée en dérivation sur le générateur, donc UG = UR1 (loi d’unicité des tensions)
on applique la loi des nœuds au résistor :UR1 = R1 · I1 = 200 Ω× 0,12 A = 24 V.
2. R2 est branchée en dérivation sur le générateur, donc UG = UR2.
R2 = UR2 / I2
Pour calculer I2, on applique la loi des nœuds au circuit en dérivation :
I = I1 + I2 donc I2 = I – I1 = 0,15 A – 0,12 A = 0,03 A
R2= UR2 / I2 = 24 V /0,03 A= 800 Ω
EXERCICE N°20
1. La lampe à incandescence n’est pas un conducteur ohmique, car sa caractéristique
n’est pas
une droite qui passe par l’origine du repère.
2.
On remarque que la résistance interne de la lampe à incandescence augmente quand
l’intensité du courant qui la traverse augmente.