Objectifs: CH 2: LA LOI D`OHM I) Étude d`une résistance dans un

CH 2: LA LOI D’OHM
Objectifs:
I) Étude d'une résistance dans un circuit en courant continu.
A) Montage expérimental.
Liste de matériel:
B) Réalisation expérimentale.
1)Mode opératoire :
2) Tableau de mesure :
3) Tracé du graphique ( Revoir le tracé )
C) Conclusion.
D) Acquisition à l'aide d'une interface IP2 de U et de I
.( logiciel Loi d’Ohm ) Mode mesures. Tableur et graphe.
II) Loi d'OHM:
A) Énoncé de la loi d’OHM
B) Prévision des grandeurs électriques d'un dipôle.
1) Deux grandeurs électriques sur les trois sont connues.
2) Caractéristiques intensité-tension connue.
III) Tous les matériaux ont-ils les mêmes propriétés conductrices
CH 14: LA LOI D’OHM
Les exercices du livre « sais-tu l’essentiel ? »de chaque cours sont
à faire automatiquement au brouillon pendant toute l’année.
Tous les schémas en sciences physiques doivent être réalisés au
crayon et à la règle.
Noter sur le cahier de texte pour la séance prochaine
Ex: 8,11,12,14,18,20,22 et 23 pages 117 - 119
ED et FM page p115-116
Objectifs:
* Connaître et réaliser un montage permettant de tracer la
caractéristique d'un dipôle ( résistance ) : U = f ( I ).
* Connaître par cœur la loi d'ohm et l'appliquer dans le cas des
conducteurs ohmiques.
* Savoir que tous les matériaux n'ont pas les mêmes propriétés
conductrices.
* Acquisition de données à l'aide d'une interface IP2( loi d’Ohm ).
I) Étude d'une résistance dans un circuit en courant continu.
A) Montage expérimental. ( Au crayon et à la règle )
I
I
mA
K =1
A
COM
V
V
R
Ug
I
U
I
I
COM
Liste de matériel : Générateur continu variable ( 1V- 6V ) ,
B. poussoir K, Ampèremètre sur 200mA DC
Résistance VBN Voltmètre sur 20V DC
Plaque P60E 4 fils rouges et 2fils noirs
B) Réalisation expérimentale:
Le générateur continu variable (1,2V-6V) peut être obtenu à partir
du générateur continu 6V et cinq résistances identiques ( montage
potentiomètrique ou diviseur de tension ).
A
B
mA
I
200mA DC
D
K
A
COM
H
C
Ug
N1
N6
20V DC
V
U
E
R
F
H
I
I
V
COM
N8
N9
1)Mode opératoire :
On varie la tension délivrée par le générateur continu variable, on
note respectivement l’intensité du courant qui traverse la
résistance I ( A) et la tension à ses bornes U (V) dans le tableau de
mesure. ( tableau 3lignes et 8colonnes )
m3
m5
m2
m4
A
m1
N1
N6
N8
V
N9
2) Tableau de mesure :
Convertir I en ampère , calculer le quotient U(V) / I(A)
et compléter la dernière ligne .
U(V)
I(A)
0
0
1
0,02
2
0,036
3
0,054
4
0,071
U( V )
I(A)
*
50
55,6
55,6
55,6
5
0,089
56,2
3) Tracé du graphique Échelles:
U(V)
^.
Axe des abscisses 1cm
: axe horizontal
= 0,01A
^.
Axe des ordonnées 2cm
: axe vertical
= 1V
U(V)
I(A)
1
0,02
2
0,036
3
0,054
4
0,071
5
0,089
6
0,11
6
5
4
3
4) Conclusion:
On obtient une droite linéaire ( passe par 0 ).
La tension aux bornes de la résistance est
proportionnelle à l’intensité qui la
traverse. U et I sont proportionnelles.
2
1
0
0,02
0,036 0,054 0,071
0,089
0,11
I(A)
C) Acquisition à l'aide d'une interface IP2 de U et de I
………………..( logiciel Loi d’Ohm )
On remplace respectivement l’ampèremètre et le voltmètre par les
sondes ampèremètre ( AMP ) et sonde voltmètre ( VLT).
Sonde "Ampèremètre" AMP
U(V)
G
A
B
D
K
Ug
I
200mA
DC
IP2
A
H
H
COM
C
U
E
R
F
I
N1
Interface
mA
N6
V
20V
DC
V
N8
N9
Sonde
"Voltmètre"
VLT
COM
I
0
I(mA)
Ordinateur
1*en mode mesures , on obtient en temps réel les
grandeurs électriques :
l’intensité I ,
, la tension U ,
, le quotient U
I
et le code des couleurs de la résistance
2* en mode tableur et graphe
la caractéristique intensité-tension U = f ( I ) .
U(V)
U = f (I )
I(A)
U(V)
II) Loi d'OHM:
6
A) Énoncé de la loi d'ohm
Y = a x X
5
Sur l’axe des ordonnées on a
4
porté la tension U et sur celui des
3
abscisses l’intensité I . La droite
2
obtenue est de la forme:
1
Y = a x X
0
U = a x I
0,
02
0,0 0,0 0,0
36 54 71
0,0
89
0,
11
I(A)
a=coefficient de proportionnalité , c’est la valeur de la résistance
a=R
U =R x I
La tension aux bornes de la résistance et l'intensité qui la
traverse sont proportionnelles .
Le coefficient de proportionnalité est la valeur de la résistance .
Cette relation n'est valable que si U est exprimé en volt ( V ) , I
en ampères ( A ) et R en ohm ( Ω )
B) Prévision des grandeurs électriques d'un dipôle.
1) Deux grandeurs électriques sur les trois sont connues.
*R , I connues
U =R x I
*U,
U
R=
I
I connues
*U,R connues
U
I=
R
U
Rx I
U
Rx I
U
Rx I
2) Caractéristiques intensité-tension connue.
U(V)
*I = 0,08A est donnée;
4,48V
U= 4,48V
U 4,48
Ω
R= =
= 56Ω
I 0,08
2,24V
* U = 2,24V est donnée;
I = 0,04A
U 2,24
R=
=
Ω
= 56Ω
I 0,04
Attention aux unités des axes !
Convertir toujours en V et A !
I(A)
III) Tous les matériaux ont-ils les mêmes propriétés conductrices
Section S
Matériau de résistivité ρ (rhô )
Longueur L
La résistance d’un fil conducteur cylindrique peut s’écrire:
R =ρ x
L
S
ρ(Ω
Ω.m)
L (m)
S (m2)
R est proportionnelle à la longueur ( Si L augmente R aussi )
R est proportionnelle à la résistivité ( Si ρ augmente R aussi )
R est inversement proportionnelle à la section ( aire)
( Si S augmente R diminue )
Georg OHM ( 1789 – 1854 ).
Physicien allemand
Il a découvert en 1827 les lois fondamentales des courants
électriques.Les premiers travaux d'Ohm en électricité datent de
1825. En étudiant les forces électromagnétiques produites par le
passage du courant dans un fil, il découvre que leur intensité est
proportionnelle à la longueur du conducteur. De ses recherches
Ohm énonce une loi qui porte aujourd'hui son nom selon laquelle
l’intensité du courant électrique est égale à la tension (ou la
différence de potentiel) divisée par la résistance du circuit.
André-Marie AMPERE
Physicien français
( 1775 –1836 )
Mathématicien, physicien, Ampère est aussi chimiste: il est l'un
des premiers à distinguer les atomes des molécules.
Indépendamment d’Avogadro, il formule en 1814 la loi, dite
parfois loi d'Avogadro-Ampère, selon laquelle tous les gaz, à
volume égal et à pression égale, renferment le même nombre de
molécules. Ampère est aussi l'inventeur de nombreux
dispositifs expérimentaux et d'appareils de mesure: la boussole
astatique, dont le principe est à la base du galvanomètre, le
solénoïde, le télégraphe électrique et, avec Arago
l'électroaimant. À la fin de sa vie, il s'intéresse à la philosophie
des sciences. Mort pratiquement dans l'oubli, Ampère a laissé
son nom à l'unité de courant électrique, l'ampère.
Volta Alessandro
Physicien italien
(Côme, 1745 - 1827)
Né le 18 février 1745 à Côme, le jeune Volta est rapidement
attiré par la physique. Ses deux premiers mémoires, De vi
attractiva ignis electrici (1769) et De modo constrendi novam
machinam electricam (1771) lui permettent d'obtenir, en
1774, la chaire de physique à l'École royale de Côme.
Empilement
Napoléon Bonaparte le pensionne et
il devient alors l'un des huit associés
étrangers de l'Académie des
sciences. En 1810, il est élevé au
rang de sénateur de Lombardie et
acquiert le titre de comte
U = R x I
Volt=OhmxAmpère