TP 17 : Loi d`Ohm

Electricité
TP 17 : Loi d'Ohm
Objectifs : Pratiquer une démarche expérimentale pour :
- mettre en évidence l’effet Joule ;
- exprimer la tension aux bornes d’un générateur et d’un récepteur en fonction de l’intensité du courant
électrique.
I. Loi d'Ohm aux bornes d'une résistance :
Etablir expérimentalement la relation U = f(I) pour un conducteur ohmique.
1. Rédigez le protocole expérimental, ainsi que le schéma du montage et le faire valider.
2. Réaliser les mesures et les reporter sur un graphique.
3. En déduire la loi d'Ohm.
II. Loi d'ohm aux bornes d'une pile :
Etablir expérimentalement la relation U = f(I) pour une pile, selon le montage ci-dessous. Attention, la
tension aux bornes de la pile ne doit pas descendre en dessous de 4 V.
R
1. Rédigez le protocole expérimental et le faire valider.
2. Réaliser les mesures et les reporter sur le même graphique que pour la résistance.
3. En déduire la loi d'Ohm aux bornes de la pile.
III. Effet Joule :
Toute la puissance de la résistance est transformée en chaleur. C'est l'effet Joule.
1. Donner l'expression de la puissance de la résistance, en fonction de R et I.
2. Donner l'expression de la puissance de la pile, en fonction de E, r et I.
3. Dans la pile, quelle est la puissance utile au circuit, la puissance perdue et la puissance d'origine
chimique ?
4. La pile chauffe-t-elle au cours de son fonctionnement ?
Electricité
TP 17 : Loi d'Ohm
Correction
I.
Loi d'Ohm aux bornes d'une résistance :
1. Générateur et résistance en série. Mesurer I pour différente valeurs de U (entre 0 et 10 V)
2.
3. Fonction linéaire, donc U = R.I
II.
Loi d'ohm aux bornes d'une pile :
1. Pile et résistance en série. Mesurer I pour différente valeurs de R, sans descendre en dessous de 4V.
2.
7
loi d'Ohm pour une résistance et une pile
6
U en V
5
4
UR
3
UP
2
1
0
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
I en A
3. Fonction affine, donc U = E – r.I
III.
Effet Joule :
Par définition, P = U.I
1. Résistance : P = R.I²
C'est l'effet Joule
2. Pile : P = E.I – r.I²
3. Putile = P ; Pperdue = r.I² ; Pchimique = E.I
4. Par analogie, r.I² correspond à la puissance perdue par effet Joule, c’est-à-dire en chaleur.
Conclusion :
L'effet Joule est dû au passage du courant électrique dans une résistance. La difficulté du passage se traduit
par un échauffement.
Il est égal à R.I².
Nom du professeur :
Matière :
N. Massé
Physique
Date :
Horaires :
Classe :
Salle :
1e S
Nombre
d’élèves/binômes* :
Date de restitution de cette fiche au
technicien :
Technicien préparateur exposé :
8
* : rayer la mention inutile
TP /
Titre :
Expérience
prof *
Quantité :
Besoins en matériel:
8
Pile plate 4,5 V neuve
8
Générateur orange
16
Multimètre
8
Rhéostat
8
Résistance R = 30 
TP 17 : Loi d'Ohm
Fils de connexion
Nom des Produits
chimiques
Concentration et
volume total
demandés
Phrase de risque et de
sécurité
Produit
dangereux ? (art
R4411.6)
Protections :
◊ Gants
◊ Lunettes
◊ Hotte
Déchets chimiques : (Cocher les cases correspondantes et préciser le volume estimé)
Recherche de
substituant ?
◊Masques
NB : Merci de bien vouloir remettre cette fiche 7 jours avant au technicien de laboratoire.