La loi d'ohm (relation tension, résistance, intensité)

La Relation Secrète entre Tension, Intensité et Résistance

Dans un circuit électrique, les trois grandeurs principales – la tension (U), l'intensité (I) et la résistance (R) – sont liées entre elles. La loi d'Ohm est une formule mathématique très importante qui décrit cette relation pour certains dipôles, comme les résistors (parfois appelés "résistances"). Comprendre cette loi permet de prévoir et de calculer ce qui se passe dans un circuit.

Expérience avec un Résistor

Un élève réalise un circuit simple contenant un générateur, un interrupteur, un ampèremètre et un résistor. Il mesure la tension aux bornes du résistor avec un voltmètre.

Schéma du circuit

Circuit avec un générateur, un résistor, un ampèremètre et un voltmètre.

L'élève utilise un résistor dont la résistance R = 100 Ω (ohms). Il mesure avec l'ampèremètre une intensité I = 0,06 A (ampères).

Questions à traiter

Rappelle la formule de la loi d'Ohm qui relie la tension U, la résistance R et l'intensité I.
Calcule la tension U aux bornes du résistor. N'oublie pas l'unité !
L'élève change maintenant la tension du générateur et mesure une nouvelle tension de 9 V aux bornes du résistor. Calcule la nouvelle intensité I qui traverse le circuit.
Dans un autre montage, avec une pile de 4,5 V, l'élève souhaite obtenir un courant de 0,05 A. Quelle valeur de résistance R doit-il choisir pour son résistor ?

Simulation : La Loi d'Ohm en Direct

Joue avec la tension et la résistance pour voir l'effet sur l'intensité.

Tension (U) : 6 V

Résistance (R) : 100 Ω

Correction : La loi d'ohm (relation tension, résistance, intensité) 💡

Question 1 : Formule de la loi d'Ohm

Réponse :

La loi d'Ohm relie la tension U (en volts, V), la résistance R (en ohms, Ω) et l'intensité I (en ampères, A) avec la formule suivante :

U = R \times I

Résultat Question 1 : La formule de la loi d'Ohm est U = R x I.

Question 2 : Calcul de la tension U

Principe :

On utilise la loi d'Ohm avec les valeurs données dans l'énoncé.

Données :

Résistance (R) = 100 Ω
Intensité (I) = 0,06 A

Calcul :

\begin{aligned} U &= R \times I \\ &= 100 \text{ Ω} \times 0,06 \text{ A} \\ &= 6 \text{ V} \end{aligned}

Résultat Question 2 : La tension aux bornes du résistor est de 6 V.

Quiz Intermédiaire 1 : Si on garde la même résistance mais qu'on double l'intensité, que devient la tension ?

Elle double aussi.
Elle est divisée par deux.
Elle ne change pas.
Elle est multipliée par quatre.

Question 3 : Calcul de la nouvelle intensité I

Principe :

Il faut d'abord modifier la formule de la loi d'Ohm pour isoler l'intensité I.

\text{Si } U = R \times I, \text{ alors } I = \frac{U}{R}

Données :

Tension (U) = 9 V
Résistance (R) = 100 Ω (elle ne change pas)

Calcul :

\begin{aligned} I &= \frac{9 \text{ V}}{100 \text{ Ω}} \\ &= 0,09 \text{ A} \end{aligned}

Résultat Question 3 : La nouvelle intensité dans le circuit est de 0,09 A.

Question 4 : Calcul de la résistance R

Principe :

De la même manière, on peut modifier la loi d'Ohm pour isoler la résistance R.

\text{Si } U = R \times I, \text{ alors } R = \frac{U}{I}

Données :

Tension (U) = 4,5 V
Intensité (I) = 0,05 A

Calcul :

\begin{aligned} R &= \frac{4,5 \text{ V}}{0,05 \text{ A}} \\ &= 90 \text{ Ω} \end{aligned}

Résultat Question 4 : L'élève doit choisir un résistor avec une résistance de 90 Ω.

Glossaire

Loi d'Ohm: Loi fondamentale de l'électricité qui dit que la tension (U) aux bornes d'un résistor est proportionnelle à l'intensité (I) du courant qui le traverse. La formule est U = R × I.
Tension (U): Grandeur mesurée en volts (V) qui représente la "force" qui pousse le courant électrique. Se mesure avec un voltmètre branché en dérivation.
Intensité (I): Grandeur mesurée en ampères (A) qui représente le "débit" du courant électrique. Se mesure avec un ampèremètre branché en série.
Résistance (R): Grandeur mesurée en ohms (Ω) qui représente la capacité d'un dipôle à s'opposer au passage du courant.
Résistor (ou conducteur ohmique): Dipôle électrique dont la principale caractéristique est sa résistance. Il est utilisé pour limiter l'intensité du courant ou créer une tension spécifique.
Ohm (Ω): Unité de mesure de la résistance électrique.

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