La loi d`Ohm à l`aide d`un tableur grapheur élève VU+

Fiche élève
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Physique – Chimie
ETUDE DE LA CARACTERISTIQUE DU DIPÔLE
OHMIQUE : LOI D’OHM –
UTILISATION D’UN TABLEUR
Objectifs :
- Établir la loi d’Ohm à l’aide d’un tableur-grapheur
- Appliquer cette loi à la recherche de l’intensité traversant un dipôle ohmique, la tension à ses bornes
étant connue ou inversement.
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’intensités 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
1°) Quel est le nom de l’appareil permettant 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 ?
…………………………………………………..
…………………………………………………………………
…………………………………..
3°) Quel est le nom de l’appareil permettant de mesurer une intensité de courant ?
……………………………………………………….
4°) Combien de ces appareils sont nécessaires dans le circuit ci-dessus pour y mesurer l’intensité du
courant ? Expliquer
…………………………………………………………………………………………………………………………….…………
…………………….........................................................................................................................................
b. Le montage:
Réaliser le circuit avec les appareils de mesures réglés et appeler le professeur pour vérification.
c. Les mesures :
Faire varier la tension délivrée par le générateur en essayant d’adapter la tension U aux bornes de la
« résistance » aux valeurs du tableau ci-dessous.
Mesurer l’intensité I du courant électrique traversant alors la « résistance ».
© PIERRON 2007
La loi d’Ohm avec un tableur (page 1)
Noter les valeurs dans le tableau avec les unités demandées :
U en volts
0,0 V
1,0 V
1,5 V
2,0 V
3,0 V
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4,0 V
4,5 V
5,0
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I en mA
……….
………
………
………
……..
…….
………
……….
I en A
……….
………
………
………
…….
……..
………
………
On utilise maintenant le tableur pour obtenir le graphe U = f(I) à partir des mesures effectuées.
ACTIVITÉ 2 : Utilisation du tableur - grapheur
a. Création du tableau de mesures dans Excel
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La loi d’Ohm avec un tableur (page 2)
b. Utilisation de l’assistant graphique
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La loi d’Ohm avec un tableur (page 3)
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c. Récupération du graphique
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La loi d’Ohm avec un tableur (page 4)
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La loi d’Ohm avec un tableur (page 5)
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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, entoure celui qui
correspond à la situation étudiée :
Compléter :
y = ax + b
y = ax
y = ax²
Toutefois dans notre étude,
les axes ont été identifiés :
y correspond à ………
x correspond à ………
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 ohmique, 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 : Ω)
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
Dans le cas présent, la « résistance » étudiée se comporte donc comme un dipôle ohmique.
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.
U
I
Cette relation porte le nom de loi d’Ohm.
Elle s’exprime comme suit : (rédigez) ……………………………………
…………………………………………………………………………………
R
…………………………………………………………………………………
EXERCICES D’APPLICATION :
Dans un circuit, nous souhaitons qu’un dipôle ohmique de résistance
de 220 Ω soit parcouru par un courant d’intensité 0, 05 A. Calculer la
tension qui doit s’établir aux bornes de ce dipôle.
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Un grille - pain est soumis à la tension de la prise électrique, c’est-àdire 230 V et le dipôle qui lui permet de produire de la chaleur a une
résistance de 60 Ω. Quelle est l’intensité du courant qui va traverser
cet appareil lorsqu’il va fonctionner ?
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