© PIERRON 2007 Loi d’Ohm (page 1)
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Objectifs : - Établir expérimentalement la loi d’Ohm ;
- Appliquer cette loi à la recherche de l’intensité du courant électrique traversant un dipôle
ohmique, la tension à ses bornes étant connue, ou inversement retrouver la tension appliquée au
dipôle connaissant l’intensité du courant électrique qui le traverse.
ACTIVITÉ 1 : Mesures de tension et d’intensité du courant électrique pour une « résistance »
Le fonctionnement d’un dipôle est régi par deux grandeurs électriques : la
tension électrique U appliquée à ses bornes et l’intensité I du courant
électrique qui le traverse.
Il s’agit ici de rechercher la relation qui peut exister entre ces deux
grandeurs dans le cas d’une « résistance ».
a. Le schéma du circuit électrique :
La « résistance » est connectée à un générateur de tension continue variable.
Des mesures de tensions et d’intensité de courant doivent être effectuées dans ce circuit.
Après avoir répondu aux questions, représenter dans le cadre ci-dessous le schéma de ce circuit avec les
appareils de mesures nécessaires correctement placés
3°) Quel est le nom de l’appareil permettant de mesurer l’intensité du courant électrique ?
………………………………………………………………………………………………………………..
4°) Cet appareil est-il monté en série ou en dérivation dans le circuit ? Un seul suffit-il ? Expliquez.
……………………………………………………………………………………
……………………………………….………………………………...
b. Le montage:
Réaliser le circuit avec les appareils de mesures glés sur les calibres adaptés
(200 mA et 20 V) et appeler le professeur pour vérification.
c. Les mesures :
Régler le générateur successivement sur les positions 3 V, 4,5 V, 6 V, 9 V et 12 V, et à chaque fois mesurer la
tension existant aux bornes de la « résistance » ainsi que l’intensité du courant électrique qui la traverse.
Reporter les valeurs dans le tableau ci-dessous avec les unités demandées.
1°) Quel est le nom de l’appareil permet de mesurer une
tension ?
………………………………………………..
2°) Afin de mesurer la tension aux bornes de la
« résistance », où doit être placé cet appareil ? Choisir,
parmi les propositions ci-dessous, la bonne réponse et
justifier :
aux bornes du générateur, aux bornes de la « résistance »
ou cela n’a pas d’importance ?
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………………………………………………………………
……………………………………..
Physique
ETUDE DE LA CARACTERISTIQUE DU DIPÔLE
OHMIQUE : LOI D’OHM
Nom :
Prénom :
Classe :
Date :
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U en volts
0 …….. ……… ……… ………. ……..
I en mA 0 ……… ……… ……… ……… ……….
I en A 0 ……… ……… ……… ……… ……….
Activité 2 : La caractéristique de la « résistance »
a. Analyse des mesures :
Les mesures précédentes vont être placées dans un graphique sur une feuille de papier millimétré.
Entourer une échelle intéressante à choisir pour chacun des axes :
Axe des abscisses : intensité I du courant électrique
traversant la « résistance » en ampères Axe des ordonnées : tension U aux
bornes de la « résistance » en volts
1 cm pour 0,001 A
1 cm pour 0,002 A
1 cm pour 0,005 A
1 cm pour 0,010 A
1 cm pour 0,5 V
1 cm pour 1 V
1 cm pour 2 V
1 cm pour 5 V
b. Tracé du graphique
c. Exploitation du graphique
Que remarquez-vous concernant l’ensemble des points reportés sur la graphique ?
……………………………………………………………………………………………………………
Tracer maintenant la droite passant par 0 et passant le plus près possible des points.
Cette droite s’appelle la caractéristique de la « résistance ».
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Activité 3 : Analyse du graphique, l’outil mathématique :
1°) Décrire le graphique.
………………………………………………………………………………………………………………..
2°) Parmi les graphiques présentés ci-dessous et leur interprétation mathématique, entourer celui qui correspond
à la situation étudiée :
C’est ainsi que dans le cas du dipôle étudié la relation entre U et I peut s’écrire :
où « a » est en mathématique le coefficient de proportionnalité (ou la pente).
Dans notre étude « a » représente la résistance du dipôle, c’est-à-dire l’aptitude qu’il possède à s’opposer au
passage du courant. Cette résistance est notée R et se mesure en ohms (symbole : )
Dans le cas présent, la « résistance » étudiée se comporte donc comme un dipôle ohmique.
3°) Choisir un point du graphique et déterminer ses coordonnées :
I = …………. A U = ……………. V
Calculer la résistance du dipôle : R () = U (V) / I (A)
……………………………………………………………………………………..
Vérifier la valeur de la résistance à l’aide des anneaux de couleurs figurant sur le dipôle.
EXERCICES D’APPLICATION :
y = ax + b y = ax y = ax²
Toutefois dans notre étude,
les axes ont été identifiés :
Compléter :
y correspond à ………
x correspond à ………
Conclusion
:
La relation entre U et I pour un dipôle ohmique s’écrit : ………………
où U est la tension aux bornes du dipôle ohmique exprimée en volts, R est la résistance de ce dipôle en
ohms et I est l’intensité du courant électrique qui le traverse, en ampères.
Cette relation porte le nom de loi d’Ohm.
Complétez : La tension entre les bornes d’un dipôle ohmique est égale au produit de
sa …………………… par l’………………….. du courant électrique qui le traverse.
U
R
I
Dans un circuit, nous souhaitons qu’un dipôle ohmique de
résistance de 220 soit parcouru par un courant
d’intensité 0, 05 A. Calculer la tension qui doit s’établir
aux bornes de ce dipôle.
Un grille pain est soumis à la tension de la prise électrique,
c’est-à-dire 230 V. Le dipôle qui lui permet de produire de
la chaleur possède une résistance de 60 . Quelle intensité
de courant traverse cet appareil lorsqu’il fonctionne ?
Un dipôle est appelé
«
dipôle ohmique
»
si sa caractéristique U = f (I) s’interprète par la relation
U = R.I dans laquelle R est la résistance constante du dipôle.
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