E lectricite / tra n s p ort d e c h arge et coura n t UE3020320 Loi d’Ohm UE3020320 Ge neralites E VA L U AT ION Georg Simon Ohm a démontré le premier, en 1825, que le courant qui traverse des conducteurs électriques simples est proportionnel à la tension appliquée. On calcule la section transversale A à partir de l’épaisseur d du fil : U = R ⋅I avec la constante de proportionnalité R, soit la résistance du conducteur. Pour un fil métallique de longueur x et de section transversale A, la résistance R s’obtient par R = ρ⋅ (2) E X E R CIC E S U/V 5 d = 0,35mm x . A 4 ρ étant ici la résistance spécifique qui dépend du matériau du fil. Pour valider ces rapports fondamentaux, l’expérience réalisée va analyser la proportionnalité entre le courant et la tension pour des fils métalliques d’épaisseur et de longueur différentes et de matériaux divers. La résistance spécifique va de plus être déterminée et comparée avec les valeurs fournies par la littérature spécialisée. OBJECTIF • Confirmation de la loi d’Ohm pour des fils en constantan de différentes épaisseurs. 1 d = 1mm 0 1 2 I/A Fig. 3 Diagramme tension/courant (U-I) pour des fils en constantan de différentes épaisseurs RE S UME R/Ù U/V Un courant I traversant un conducteur électrique simple est proportionnel à la tension U appliquée. La constante de proportionnalité, la résistance ohmique R, dépend de la longueur x du conducteur, de sa section transversale A et du type de matériau. Ce rapport est vérifié sur des fils en constantan et des fils en laiton. 3 5 4 2 3 2 dis p ositifs necessaires Nombre Appareil Référence 1 Appareil de résistance 1009949 1 Alimentation CC 0 – 20 V, 0 – 5 A (230 V, 50/60 Hz) 1003312 ou Alimentation CC 0 – 20 V, 0 – 5 A (115 V, 50/60 Hz) 1003311 2 Multimètre analogique AM50 1003073 1 Jeu de 15 cordons de sécurité, 75 cm 1002843 1 1 0 0 1 I/A 2 Fig. 1 Diagramme tension/courant (U-I) pour un fil en constantan (bleu) et un fil en laiton (rouge) 0 0 1 2 x/m Fig. 4 Résistance R en fonction de la longueur R/Ù 6 U/V 5 x=2m 4 4 3 x=1m 2 2 1 1 0 0 1 I/A 2 Fig. 2 Diagramme tension/courant (U-I) pour des fils en constantan de différentes longueurs 108 d = 0,7mm 2 0 • Confirmation de la loi d’Ohm pour un fil en constantan et un fil en laiton. d = 0,5mm 3 Confirmation de la loi d’Ohm • Confirmation de la loi d’Ohm pour des fils en constantan de différentes longueurs. π 2 ⋅d 4 Les valeurs de mesures sont représentées dans trois diagrammes tension/courant (U-I), dans lesquels varie respectivement l’une des trois grandeurs ρ, x et d servant de paramètres. Il en résulte donc la loi d’Ohm (1) A= 3B Scientific® Experiments 0 0 2 4 6 8 10 1/A / 1/mm² Fig. 5 Résistance R en fonction de l’inverse de la section transversale A ...going one step further 109