Le conducteur ohmique : loi d`Ohm et ses applications

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Conducteur ohmique : la loi d’Ohm et ses applications
1. La caractéristique intensité-tension d’un conducteur ohmique.
Définition.
Considérons un dipôle AB. A chaque valeur I de l'intensité du courant qui le
traverse correspond une valeur UAB de la tension à ses bornes.
La caractéristique intensité-tension du dipôle AB désigne l'ensemble des
couples de valeurs (I, UAB), encore appelés états ou points de fonctionnement,
du dipôle.
Tracé manuel à l'aide du voltmètre et de l'ampèremètre.
Réaliser le circuit électrique schématisé ci-
contre, le potentiomètre du générateur étant
réglé au zéro et le générateur éteint.
Rp est une résistance de protection : Rp = 47 ,
dans un premier temps. R est une résistance
inconnue, valeur à déterminer.
Faire vérifier avant la mise sous tension.
Pour différentes valeurs de UAB, mesurer l’intensité I du courant électrique. Compléter le tableau de
valeurs ci-dessous.
I (10-2 A)
UAB (V)
Effectuer avec soin la représentation graphique UAB = f(I). On s’aidera de la procédure 2 du projet
« Qualité scientifique » jointe.
Préciser ci-dessous la grandeur portée sur chaque axe et l’échelle de représentation choisie..
Axe des abscisses : ____________________________________________________________________
Axe des ordonnées : ___________________________________________________________________
Commenter le graphe obtenu et énoncer dans l’encadrer la loi d’Ohm pour un conducteur ohmique.
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________.
A l’aide de la représentation graphique, déterminer la résistance du conducteur ohmique mis à
votre disposition.
D
A
B
UAB
I
A
V
R
Rp
UAB
+
I
G : 0 à
12 V
A
B
UAB =
Préciser les unités : __________________________________
1 k = __________  1 M = ___________ 

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Tracer sur le même graphique la caractéristique intensité-tension de la résistance de protection
sachant que Rp = 47 . Attention, il s’agit d’un simple tracé théorique, aucune mesure n’est à
faire.
L’informatique, c’est fantastique.
Entrer les valeurs expérimentales dans le tableur Regressi (FichierNouveauClavier). Dans
les options utiliser le mode « Points » « Gras ». « Modéliser » en « Modèle prédéfini »sous la
forme d’une « Droite » passant par l’origine… et hop !! le tableur trace la droite et calcule le
coefficient directeur.
Noter la valeur de R calculée. Comparer à la valeur obtenue lors du tracé manuel.
2. Un conducteur ohmique pour limiter l’intensité du courant dans un circuit.
2.1. Résistance de protection.
Il s’agit ici d’une simulation à l’aide de Crocodile Clips.
Réaliser le montage schématisé ci-contre avec une source
de tension de 12 V. Observation.
Réparer le montage en utilisant la tension maximale
admissible par la lampe.
Par un simple positionnement du curseur de la souris sur le circuit, mesurer l’intensité du
courant, la tension UAB (différence de potentiel VA – VB) et la puissance consommée par la
lampe (vérifier par le calcul).
UAB = ________ I = ____________ P = __________
On veut pouvoir utiliser la source de tension de 12 V pour
alimenter la lampe sous sa tension nominale.
Après avoir fléché les tensions du circuit ci-contre,
compléter le tableau ci-dessous.
UCB (V)
UAB (V)
UCA (V)
I (A)
R ()
Vérifier les calculs effectués à l’aide de Crocodile Clips.
2.2. Le rhéostat pour régler l’intensité du courant.
Réaliser le montage schématisé ci-contre. Régler à 6 V
environ la tension délivrée par le générateur.
Quel est le rôle du rhéostat dans le circuit électrique ?
Expliquer son fonctionnement.
Après avoir extrait le rhéostat du circuit, mesurer sa
résistance à l’aide du multimètre utilisé en ohmmètre.
Entre quelles valeurs varie-t-elle ?
 On ne doit jamais relier un ohmmètre à un composant électrique sous tension. Avant de
mesurer une résistance à l’ohmmètre, ôter le dipôle concerné du circuit. Lorsque la mesure
est finie, remettre immédiatement le multimètre sur la fonction voltmètre.
+
6 V
Lampe
6 V ; 0,1 A
Rhéostat 47 
A
B
C
A
B

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3. Un conducteur ohmique pour réduire une tension électrique.
3.1. Pont diviseur de tension.
R1 : 10 k, R2 = 4,7 k.
a. Flécher sur le schéma les tensions UDB et UCB.
b. Vérifier, à l’aide de Crocodile Clips, la relation théorique :
DBCB U
RR R
U21
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c. Cette relation sera démontrée en cours.
3.2. Potentiomètre.
a. A l’aide de la relation théorique précédente, exprimer
UCB en fonction de r, R et UDB (schéma ci-contre).
b. Exprimer UCB :
- pour r = 0,
- pour r = R.
Conclure sur le rôle du potentiomètre.
c. Vérifier expérimentalement, en utilisant la source de
tension de 15 V et le potentiomètre 4,7 k.
3.3. Limiteur de tension.
Schéma 6.
UDB = (source de tension de 15 V).
a. Calcul : entre quelles valeurs peut varier la tension UCB ?
b. Vérification expérimentale.
4,7 k
10 k
C
D
B
UDB
UCB
G
15 V
C
+
R1
R2
D
B
B
R
r
C
D
UDB
UCB