Loi d`ohm pour un dipole passif
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Loi d’ohm pour un dipôle passif I. Définition d’un résistor Un résistor est un dipôle : passif (ne crée pas d’energie électrique), linéaire, symétrique (non polarisé Il transforme toute l’énergie électrique qu’il reçoit en chaleur II. Loi d’ohm pour un résistor linéaire 1. Caractéristique Intensité – Tension Convention : récepteur C’est une droite qui passe par l’origine : le résistor est dit linéaire 2. Lois d’ohm pour un résistor linéaire a. En convention : récepteur U=RxI Avec U en Volt ; R en ohm ; I en Ampère b. En convention : générateur U = -R x I Avec U en Volt ; R en ohm ; I en Ampère Attention signe (-) 3. Puissance dissipée dans un résistor linéaire Toute la puissance reçut est transformé en chaleur puis dissipé dans le milieu ambiant : c’est l’effet Joules PJ = U x I PJ = R x I² PJ = U² / R => Universel => Pour un résistor linéaire => Pour un résistor linéaire Avec P en Joules ; U en Volt ; R en ohm ; I en Ampère 4. Conductance d’un résistor La conductance est la capacité a laisser passer le courant I=GxU Et G = 1 / R Avec U en Volt ; R en ohm ; I en Ampère ; G en Siemens La conductance est l’inverse de la résistance 5. Visualisation d’une intensité a l’oscilloscope Pour visualisé une intensité de courant a l’oscilloscope, on se place aux bornes d’une résistance car Ur = R x I. Ur et I on donc la même forme a l’écran. Si il n’y a pas de résistance dans le circuit on n’en rajoute une de très faible valeur. La plus petite possible III. Résistivité et conductivité 1. Résistance d’un conducteur filiforme et homogène Filiforme : une section droite constante R = (ρ x l)/S Avec R en ohm, l en mètre (longueur du fil), S en mètre² (surface de section du fil) et ρ en ohm mètre (résistivité du matériaux) La résistivité exprime l’aptitude d’une substance a résister au passage du courant Argent Cuivre Aluminium Fer Plomb Ag Cu Al Fe Pb 1.5 x10^-8 Ωm 1.6 x10^-8 Ωm 2.6 x10^-8 Ωm 8.5 x10^-8 Ωm 20 x10^-8 Ωm A 0°C A 0°C A 0°C A 0°C A 0°C 2. Conductivité Un matériau peut aussi être caractérisé par sa conductivité γ γ=1/ρ Avec γ en S/m et ρ en Ωm La conductivité exprime l’aptitude d’un matériau a conduire l’électricité R = ρ x (l/S) G = γ x (S/l) Si S = 1m² et l = 1m alors G = γ La conductivité correspond donc a la conductance d’une portion de matériau de 1m de longueur et de 1m² de section Variation de la résistivité en fonction de la température Si la température change alors la résistivité change ρΘ = ρ0 (1 + aΘ) RΘ = R0 (1 + aΘ) résistivité du matériau à Θ°C résistivité du matériau à 0°C température en °C résistance du matériau à 0°C résistance du matériau à Θ°C coefficient de température du matériau en °C^-1 ρΘ ρ0 Θ R0 RΘ a RΘ = ρ0 x (l/S) RΘ = ρΘ x (l/S) Si la température augmente, la résistivité augmente Si la température diminue, la résistivité diminue Si l’on refroidit jusqu'à 0K (-273°C) certain métaux ou alliage, Leurs résistivité décrois brusquement et prend une valeur nulle ; est alors en état de supraconductivité Semi-conducteur : a<0 (un semi-conducteur a une conductance intermédiaire entre celle des métaux et des isolants) Si la température augmente la résistivité diminue Si la température diminue la résistivité augmente Ce sont des éléments qui sont isolant à très basse température (-240°C) et conducteur médiocre a température ambiante IV. Résistor non linéaire 1. Définition C’est un résitor dont la caractéristique U(I) n’est pas une droite C’est un dipôle passif et symétrique 2. Exemple de la varistance Propriété de la varistance Si la tension a ses bornes augmente alors la résistance de la varistance diminue 3. Résistor commandé C’est un dipôle dont la résistance dépend fortement d’un facteur physique Température (thermistance) Eclairement (Photorésistante) Champ magnétique (magnétorésistance) a. Thermistance à CTN Si la température augmente sa résistance diminue V. Association de résistor linéaire en série 1. Loi d’association en série Req = R1+R2+R3+R4+Rn Si les resistors sont identique alors Req = nR R résistance de chacun 2. Application au diviseur de tension U1 = (R1)/(R1+R2+R3+R4+Rn) x U VI. Association en parallèle 1. Loi d’association en parallèle Geq = G1 +G2 +G3 +G4 G5 En parallèle les conductances s’ajoute Cas de deux resistor linéaire en parallèle : Req = (R1 x R2)/(R1+R2) Si on a n résistor de valeur R en parallèle : Req = R/n 2. Diviseur de courant I1 = G1/(G1+G2+G3+G4+G5) x I VII. Association de dipôle non linéaire (Voir exercice n°4 fiche 3 bis)
