La résistance électrique

La résistance électrique
1. Rappels
En quelques mots simples, à quoi correspondent les grandeurs « tensions » et « intensités » du courant
électrique ? Pour cela, visionnons l’animation suivante :
http://physiquecollege.free.fr/_private/quatrieme/electricite/analogie_hydraulique.htm
Donc :
- la tension électrique représente l’ordre pour que le courant passe entre deux points du circuit.
la tension se mesure en volt, avec un voltmètre qui se branche en dérivation dans le circuit.
-
l’intensité du courant électrique représente le débit de l’électricité, c’est à dire la quantité d’électricité
qui passe en un point du circuit chaque seconde.
L’intensité se mesure en ampère, avec un ampèremètre placé en série dans le circuit.
2. la résistance électrique.
2.1 Expérience :
Dans ce circuit composé d’une pile, d’une lampe et d’un ampèremètre, on mesure
l’intensité du courant dans le circuit ; i = 0.90 A
En rajoutant un résistor en série dans le circuit, on constate que l’intensité du
courant qui traverse le circuit a diminué ; i = 0.45 A
Dans le même circuit, on change la place du résistor, on constate que l’intensité du
courant reste la même que dans le circuit précédent ; i = 0.45 A
Un résistor placé en série dans un circuit fait baisser l’intensité du courant dans tout le circuit.
La place du résistor n’a pas d’importance dans un circuit en série.
2.2 Unité et mesure.
La résistance d’un dipôle représente sa capacité à s’opposer au passage du courant électrique.
Tous les matériaux possèdent une résistance électrique :
- les matériaux de faible résistance sont des conducteurs électriques
- les matériaux de très grande résistance sont des isolants électriques
L’unité de la résistance électrique est le « ohm » (symbole : Ω )
On utilise très souvent le kilo ohm (kΩ)ou le méga ohm (MΩ)
La résistance d’un dipôle se mesure avec un ohmmètre quand le dipôle est hors de tout circuit :
3. Les conducteurs ohmiques.
3.1 Expérience.
Mesurons la tension aux bornes d’un résistor et l’intensité du courant qui le traverse dans différents
circuits :
1er couple de mesure :
Tension
du résistor
(UR)
8.18 V
2ème couple de mesure :
On place deux piles en série dans le circuit :
Intensité
du résistor
(iR)
0.08 A
Quotient U /i
U/i = 102.25
On constate que si UR double, iR
double aussi
Tension
du résistor
(UR)
16.36 V
Intensité
du résistor
(iR)
0.16 A
Quotient U /i
U/i = 102.25
On constate que si UR est
multiplié par 3, iR l’est aussi
3ème couple de mesure :
On place trois piles en série dans le circuit :
Tension
du résistor
(UR)
24.53 V
Intensité
du résistor
(iR)
0.25 A
Quotient U /i
U/i = 98.12
Conclusion :
La tension aux bornes du résistor est proportionnelle à l’intensité du courant qui la traverse.
Le quotient U/i est quasiment le même pour chaque couple de mesure. Ce quotient représente la résistance
du résistor :
U
R=
R (résistance en ohm) ; U (tension en volt) ; i (en ampère)
i
3.2 L loi d’Ohm
Résumé :
Un dipôle est un conducteur ohmique s’il obéit à la loi d’Ohm qui dit :
La tension aux bornes d’un conducteur ohmique est proportionnelle à l’intensité du courant qui le traverse.
Le coefficient de proportionnalité entre la tension et l’intensité d’un conducteur ohmique représente la
résistance de ce conducteur ohmique.
U=Rxi
R=
i=
U
i
U
R
U en volt
en respectant le système d’unité :
i en ampère
R en ohm
En traçant le graphique (appelé caractéristique) qui relie la tension et l’intensité du conducteur ohmique,
On constate que la relation de proportionnalité se traduit par :
- une ligne droite
- qui passe par l’origine :