Loi d`Ohm

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TP 04
LOI D'OHM
Chap.4
I. Définitions
A. Dipôle actif et dipôle passif
 On dit qu’un dipôle est actif, lorsqu’à vide ( aucun courant n’est débité ), il présente une différence de
potentiel non nulle à ses bornes. Exemples : ................................................................................................
i
u
dipôle actif
i (A)
u (V)
0
 On dit qu’un dipôle est passif, lorsqu’à vide, il présente une différence de potentiel nulle à ses bornes.
Exemples : ................................................................................................
i
u
dipôle passif
i (A)
u (V)
0
 Comment, expérimentalement, peut-on reconnaître un dipôle actif d’un dipôle passif ?
..................................................................................................................................................................
B. Convention d’orientation
 Soit un dipôle inconnu D, parcouru par un courant i positif et soumis à une tension u positive.
 Si le sens de i est le même que le sens de la
flèche associée à la tension u, on parle de
convention générateur. Dans le cas
contraire, on parle de convention récepteur.
 En général, on choisit la convention
générateur pour un dipôle actif et la
convention récepteur pour un dipôle passif.
C. Limitation du fonctionnement d’un dipôle
 Pour tout dipôle, le constructeur indique les limites à ne pas dépasser pour ne pas détériorer le composant.
Au moins une des grandeurs suivantes : UMAX ou IMAX ou PMAX = UMAX  IMAX.
 Exemple : Pour une diode 1N4004 le constructeur indique PMAX = 1,3 W. Sachant que lorsque la diode
conduit le courant électrique, la tension à ses bornes U est voisine de UMAX = 0,70 V, calculer l’intensité
maximale IMAX que peut supporter cette diode.
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................................
i > 0
u > 0
dipôle
Convention ...........................
i > 0
u > 0
dipôle
Convention ...........................

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II. Etude d’un dipôle passif particulier : le conducteur ohmique
 Le schéma conventionnel d’un conducteur ohmique est donné ci-dessous :
 L’objectif est d’obtenir et d’exploiter sa caractéristique UAB = f(I) par deux méthodes.
A. Manipulation
1) Simulation et montage
 A l’aide du logiciel Crocodile Physics, simuler le montage permettant de mesurer l’intensité I qui
traverse le conducteur ohmique notée 220  et de mesurer la tension UAB à ses bornes.
 Schématiser ce montage sur votre feuille
 Réaliser, sur votre table, le montage permettant de mesurer l’intensité I (en mA) qui traverse le
conducteur ohmique et de mesurer la tension UAB (en V) à ses bornes.
 Faire vérifier votre montage avant de mettre sous tension.
2) Tableau de mesures
 ATTENTION : les valeurs de la tension aux bornes du conducteur ohmique ne doivent pas dépasser
- 9 V ou + 9 V. Prendre des valeurs de tension tous les 1 V à 0,1 V près sans oublier 0 V. (19 mesures)
 Noter, dans un tableau, avec exactitude l’intensité I(en mA) du courant qui traverse le conducteur
ohmique et la tension UAB (en V) à ses bornes.
B. Tracé manuel et exploitation
a) Tracer, sur papier millimétré, la caractéristique UAB = f(I) de ce conducteur ohmique.
b) Relier les points de mesures par une droite qui passe par l’origine. (Refaire la mesure si celle-ci est trop
éloignée de la droite)
c) Quelle est alors la relation entre U et I ?
d) Le coefficient directeur de cette caractéristique est notée R et est appelée résistance du conducteur
ohmique. Son unité est l’ohm (symbole ).
e) Déterminer, en , la résistance R1 du conducteur ohmique en détaillant votre calcul.
C. Tracé et exploitation de la caractéristique de Regressi
 Recommencer la manipulation en utilisant le conducteur ohmique de résistance inconnue à la place du
précédent. N’utiliser que des valeurs positives pour la tension de 0 à 9 V environ.
f) Noter vos mesures dans un tableau.
 L’outil informatique utilisé est constitué par un ordinateur et le logiciel Regressi
 Entrer les valeurs des couples (I, UAB) obtenues précédemment.
 A l’aide de l’assistant graphique du logiciel, tracer la caractéristique UAB = f(I) de ce conducteur
ohmique.
g) Déterminer le modèle le mieux approprié compte tenu de l'étude graphique précédente.
h) Relever la valeur de R2 (en ).
D. Loi d'Ohm
 En convention récepteur, la tension UAB mesurée aux bornes d’un conducteur ohmique est égale au
produit de sa résistance R par l’intensité I du courant électrique qui le traverse de A vers B.
................ = ........................ avec UAB en .............., R en ............ et
I en ............................................
 Remarque : Le conducteur ohmique est aussi appelé résistor et,
par abus de langage, « résistance ».
I
UAB
Conducteur ohmique
A
B
I
UAB

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III. Association de résistances
A. Vérification des valeurs de résistances
 Attention, l’ohmmètre doit être utilisé sans aucune source de tension. Les résistances doivent être
placées seules sur la platine de câblage.
a) En utilisant l’un des multimètres en fonctionnement ohmmètre, mesurer les deux résistances précédentes
R1 = ............  (notée 220 ) ; R2 = ............ 
b) Calculer le pourcentage d’erreur réalisé lors des 2 expériences
c) Mesurer la résistance du conducteur ohmique notée 470  à votre disposition : R3 = ............ 
B. Association en série
a) A l’aide de la platine de câblage, mesurer la résistance R’ équivalente à l’association en série de R1 et R2.
b) Faire de même pour mesurer la résistance R’’ équivalente à l’association en série de R1, R2 et R3.
c) Quelle loi peut-on déduire de ces mesures ?
C. Association en parallèle
a) Mesurer la résistance R4 équivalente à l’association en parallèle de R1 et R2.
b) Comparer la valeur de R4 à celle de R1 puis à celle de R2.
c) La conductance G est définie comme l’inverse de la résistance R. La conductance G s’exprime en siemens
(S) si la résistance R s’exprime en ohm (). Donner la relation mathématique entre G et R.
d) Calculer G1 puis G2 et enfin G4.
e) Comparer (G1 + G2) et G4. Quelle loi peut-on déduire de ces mesures ?
f) En déduire la relation entre R4, R1 et R2.