Fiche de révision · Physique-chimie 3eRésistance électrique et loi d'Ohm
3e trimestre · chapitre 10 sur 13
Pour un dipôle ohmique, la tension est proportionnelle à l'intensité, et le coefficient de proportionnalité est sa résistance.
L'essentiel à retenir
- Voltmètre en dérivation, ampèremètre en série
- Résistance en ohms (Ω)
- Dipôle ohmique : caractéristique droite par l'origine
- U = R × I
- Convertir mA en A et kΩ en Ω
La leçon
1. Mesurer une tension et une intensité
La tension U se mesure en volts (V) avec un voltmètre branché en dérivation, aux bornes du dipôle. L'intensité I se mesure en ampères (A) avec un ampèremètre branché en série, dans le circuit.
Exemple
Pour la tension d'une lampe, on branche le voltmètre sur ses deux bornes sans ouvrir le circuit. Pour l'intensité, on ouvre le circuit et on y insère l'ampèremètre.
2. Le rôle d'une résistance
Une résistance, ou dipôle ohmique, s'oppose au passage du courant. Dans un circuit série, plus la résistance est grande, plus l'intensité est faible. Une résistance traversée par un courant chauffe : c'est l'effet Joule.
Exemple
On place une résistance en série avec une DEL pour limiter l'intensité qui la traverse.
3. La caractéristique d'un dipôle
La caractéristique d'un dipôle est la courbe de U en fonction de I. On la trace à partir de plusieurs mesures de U et de I. Pour un dipôle ohmique, c'est une droite passant par l'origine : U et I sont proportionnelles. Une lampe n'est pas un dipôle ohmique : sa caractéristique n'est pas une droite.
Exemple
I = 0,01 A pour U = 1 V ; I = 0,02 A pour U = 2 V ; I = 0,03 A pour U = 3 V. U / I vaut toujours 100 : c'est une droite par l'origine, et R = 100 Ω.
4. La loi d'Ohm
La loi d'Ohm relie la tension aux bornes d'un dipôle ohmique, sa résistance et l'intensité qui le traverse. On en déduit R = U / I et I = U / R. Avant de calculer, on convertit : 1 mA = 0,001 A et 1 kΩ = 1 000 Ω.
U = R × I
Exemple
R = 100 Ω et I = 50 mA = 0,05 A : U = 100 × 0,05 = 5 V.
5. Mesurer une résistance
La valeur d'une résistance R s'exprime en ohms (Ω). On la mesure avec un ohmmètre, le dipôle étant retiré du circuit. On peut aussi la calculer avec R = U / I.
Exemple
L'ohmmètre affiche 200 Ω. Dans le circuit, U = 6 V et I = 0,03 A : R = 6 / 0,03 = 200 Ω, les deux méthodes concordent.
6. Les lois des circuits en série et en dérivation
En série, l'intensité est la même en tout point et les tensions s'additionnent. En dérivation, la tension est la même aux bornes de chaque branche et les intensités s'additionnent.
Série : U = U₁ + U₂ · Dérivation : I = I₁ + I₂
Exemple
Deux résistances en série branchées sur 12 V : si U₁ = 5 V, alors U₂ = 12 − 5 = 7 V.
La méthode
Comment utiliser la loi d'Ohm
- Repère la grandeur cherchée et choisis la bonne forme : U = R × I, R = U / I ou I = U / R.
- Convertis en volts, ohms et ampères (mA ÷ 1 000 → A ; kΩ × 1 000 → Ω).
- Remplace et calcule.
- Écris le résultat avec son unité et vérifie qu'il est vraisemblable.
Pièges à éviter
- Convertis les mA en A avant d'appliquer U = R × I : 50 mA = 0,05 A, pas 50 A.
- Ne confonds pas les branchements : l'ampèremètre se met en série, le voltmètre en dérivation.
- La loi d'Ohm ne vaut que pour un dipôle ohmique : elle ne s'applique pas à une lampe, dont la caractéristique n'est pas une droite.
Vocabulaire
- Tension U
- Grandeur mesurée en volts entre deux points d'un circuit.
- Intensité I
- Grandeur mesurée en ampères qui traduit le débit du courant.
- Résistance R
- Grandeur en ohms qui traduit l'opposition au passage du courant.
- Dipôle ohmique
- Dipôle pour lequel U et I sont proportionnelles.
- Caractéristique
- Courbe représentant U en fonction de I pour un dipôle.
- Effet Joule
- Échauffement d'un dipôle traversé par un courant.
Teste-toi
3 questions pour vérifier, corrigées tout de suite.
Flashcards
Essaie de répondre avant d'ouvrir la carte.
Comment mesure-t-on une tension ?
Avec un voltmètre branché en dérivation aux bornes du dipôle ; elle s'exprime en volts (V).
Comment mesure-t-on une intensité ?
Avec un ampèremètre branché en série dans le circuit ; elle s'exprime en ampères (A).
Quel est le rôle d'une résistance dans un circuit en série ?
Elle s'oppose au passage du courant : plus elle est grande, plus l'intensité est faible.
La suite dans Réviz
4 autres questions, 5 autres flashcards, la carte mentale du chapitre, et ce qui coince qui revient au bon moment jusqu'au contrôle.
Ce que le programme attend
- Mesurer une tension avec un voltmètre et une intensité avec un ampèremètre
- Connaître le rôle d'une résistance dans un circuit
- Tracer et exploiter la caractéristique d'un dipôle ohmique
- Utiliser la loi d'Ohm U = R × I
- Mesurer une résistance avec un ohmmètre
- Rappeler les lois des tensions et intensités en série et en dérivation
Référence : Programme du cycle 4 de physique-chimie (BO spécial n°11 du 26/11/2015, ajusté BO n°31 du 30/07/2020). Une erreur dans cette fiche ? Signale-la, elle sera corrigée.