La résistance électrique

I Notion de résistanceExpérience :

G+

-12V

AG

+

-12V

A I = 250mA

I = 150mA

G+

-12V

A

I = 125mA

On mesure l’intensité…Le circuit est modifié…… en ajoutant une ampoule.… en remplaçant l’ampoule par un résistor.

J’observe que l’intensité dépend :• du nombre de récepteurs• de la nature des récepteurs

G+

-12V

A

La résistance électrique est la capacité d’un conducteur à freiner le passage du courant électrique : tous les conducteurs en possèdent une.Dans un circuit, plus la résistance est importante, plus l’intensité du courant est faible.

1 Définition

2 Mesure de la résistanceLa résistance d’un conducteur a pour unité le ohm, de symbole Ω. Elle est notée R.

Georg Simon Ohm, né le 16 mars 1789 à Erlangen en Allemagne et mort le 6 juillet 1854 à Munich était un physicien allemand ayant étudié à l’université d’Erlangen.En tant que professeur d’université, Ohm commence ses travaux de recherche par une étude sur la cellule électrochimique, récemment inventée par Alessandro Volta.En utilisant du matériel de sa propre invention, Ohm met en évidence ce qu’on appelle maintenant la loi d’ohm et qui constitue le départ de l’analyse des circuits électriques.

Les multiples tels que le kilohm (1 000 ou 103 ohm) et le mégohm (1 000 000 ou 106 ohm) sont souvent utilisés.Elle se mesure avec un ohmmètre, de symbole :

Ω

borne tension et résistance

borne commune à toute utilisation

résistance

On met le multimètre en mode ohmmètre en sélectionnant la zone marquée d’un : Ω.On commence par le plus haut calibre, puis on baisse selon les besoins.

Le ohmmètre se branche en dehors de tout circuit, directement aux bornes du dipôle dont on veut mesurer la résistance.

On place un fil dans la borne « VΩ » et un autre dans la borne « COM ».

Ω 12V250mA

Expérience :

Ω 12V50mA

R = 48 Ω R = 240 Ω

On mesure les résistances de deux lampes, de tensions nominales identiques mais d’intensités nominales différentes :

Les résistors (le plus souvent appelés résistances) ont pour fonction d’augmenter la résistance d’un circuit, donc d’abaisser l’intensité du courant.

3 Les résistors

Cela permet :

Le schéma électrique d’un résistor est le suivant :

• de protéger des récepteurs sensibles aux trop fortes intensités.

• d’obtenir des tensions et intensités optimales,

Il n’est pas nécessaire de mesurer leur résistance, elle peut être calculée avec les anneaux colorés qu’ils portent, grâce au code des couleurs.

1

0

2

9

8

3

5

4

6

7

1

0

2

9

8

3

5

4

6

7

10

1

100

1 k

100 k

10 k

1 M

10 M

5 %

10 %

1er

chiffre2nd

chiffreCoefficient

multiplicateur tolérance

2 6

X100 k

±10%

R = 2 600 kΩ ± 10%

II La loi d’ohm1 Caractéristique d’un dipôleLa caractéristique d’un dipôle est la courbe représentant la tension aux bornes du dipôle en fonction de l’intensité du courant qui le traverse.Exemple :

U (V)

I (A)0

Un conducteur ohmique est un dipôle dont la caractéristique est une droite passant par l’origine.

Les résistors sont des conducteurs ohmiques.

U (V)

I (A)0

Exemple :

2 La loi d’OhmExpérience :

+

-

AV

I (A)

U (V) 1 3 5 7 9

0,030 0,091 0,152 0,212 0,273

On tourne la molette et on note les valeurs d’intensité I (en A puis en mA) et de tension U :

I (mA) 30 91 152 212 273

050 100 150 200 250 300

I (mA)

U (V)

1

3

5

7

9

On trace les axes, on les nomme et on les gradue.Chaque couple donne un point : ils sont reliés pour

tracer la courbe.

• La courbe est une droite passant par l’origine (le « zéro »).

• On en déduit que U et I sont des grandeurs proportionnelles l’une par rapport à l’autre.

• Pour chaque couple, on calcule U/I (avec I en A):=33,3/ =32,9/ =32,9/ =33/ =32,9

• Ces valeurs sont toutes proches, leur moyenne est de :

(33,3+32,9+32,9+33+32,9)5= 33U/I a une valeur moyenne de 33.

Ω R = 33Ω

• La valeur de R est proche de la valeur moyenne de U/I.

• On en déduit que : R = U/I.

On en déduit la loi d’ohm :La tension aux bornes d’un conducteur ohmique est proportionnelle à l’intensité du courant qui le traverse.

Pour un conducteur ohmique, le rapport est constant et égale à sa résistance R.

U, I et R sont donc liés par les formules :

U = R x I ou I = ou R =

tensionen V

résistanceen Ω

intensitéen A

Exemple 1 :La tension a une valeur de 6V et la résistance de 100Ω : quelle est la valeur de l’intensité ?

• D’après l’énoncé, U = 6V et R = 100Ω• Or je sais que I =

• Donc j’en déduis que I = = 0,06A

L’intensité du courant est de 0,06A ou 60mA.

Exemple 2 :La résistance a une valeur de 20kΩ et l’intensité de 1,5mA : quelle est la valeur de la tension ?

• D’après l’énoncé, R = 20kΩ = 20 000Ωet I = 1,5mA = 0,0015A

• Or je sais que U = RxI• Donc j’en déduis que U = 20 000x0,0015 = 30VLa tension est de 30V.