Loi d'Ohm :
Visionner la vidéo proposée et répondre aux questions suivantes :
A quelle type de dipôle peut-on appliquer la loi d'Ohm ?
Quelle relation peut-on écrire entre les grandeurs suivantes : R, I et U. Préciser les unités à utiliser et leurs symboles correspondants.
Pourquoi peut-on dire que la tension entre les bornes d'un conducteur ohmique est proportionnelle à l'intensité qui le traverse ?
Exemple : calculer la valeur de la résistance d'un conducteur ohmique traversé par un courant de 20 mA et dont la tension entre ses bornes et de 1,5 V. Détailler les calculs.
Un exercice complémentaire pour mieux comprendre.
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Ses travaux de recherche ont permis à Georg Ohm (1789-1854) de formuler en 1827 une relation mathématique entre la tension électrique aux bornes d'un conducteur métallique (exprimée en volt V) et l'intensité I du courant qui le traverse (exprimée en ampère A).
La loi d'Ohm se présente sous la forme d'une relation de proportionnalité :
U = R x I
R désigne la résistance électrique du conducteur métallique, exprimée en ohm (symbole Ω).
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Résistance d'un conducteur ohmique
Le conducteur ohmique est un dipôle pour lequel la loi d'Ohm s'applique.
Sa principale propriété est d'opposer une résistance au passage du courant électrique : plus la résistance électrique d'un matériaux est faible et plus ce matériau est conducteur.
Il est souvent appelé résistor ou résistance.
Il y a parfois confusion entre la résistance (l'objet) et la résistance R (la grandeur physique qui caractérise le conducteur ohmique, et qui s'exprime en ohm).
Un conducteur ohmique est caractérisé par la valeur de sa résistance R qui se mesure en Ohm (symbole Ω).
Dans un circuit série, le rôle d'un conducteur ohmique est de diminuer l'intensité du courant électrique.
Méthode :
La résistance d'un conducteur ohmique se mesure avec un multimètre utilisé en ohmmètre : on relie l'une des bornes du conducteur ohmique à la borne "Ω" et l'autre borne à la borne "COM" en choisissant le calibre approprié.
Mesurer les deux résistances mises à votre disposition avec un ohmmètre : R1 = ......................... R2 = .........................
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Complément : utilisation d'un conducteur ohmique et effet Joule
Protection des dipôles :
Comme une résistance dans un circuit provoque une baisse de l'intensité, les conducteurs ohmiques sont souvent utilisés pour protéger des dipôles fragiles (comme les diodes), dont l'intensité reçue doit être limitée pour éviter qu'ils ne grillent.
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L'effet Joule :
Lorsqu'un conducteur ohmique est parcouru par un courant électrique, il dissipe l'énergie électrique reçue sous forme d'énergie thermique (chaleur) : c'est ce qu'on appelle l'effet Joule.
La puissance dissipée par effet Joule est donnée par la relation suivante : P = R x I²
P en Watt, R en Ohm et I en Ampère
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Inconvénients de l'effet Joule : cette dissipation d'énergie thermique est la plupart du temps un inconvénient. Il provoque l'échauffement des appareils électriques et peut perturber leur fonctionnement.
Les unités centrales d'ordinateur sont par exemple équipées d'un ventilateur afin d'éviter que l'échauffement ne devienne excessif.
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Utilisation de l'effet Joule pour produire de la chaleur :
Dans d'autres cas, la production de chaleur est un phénomène recherché : dans les plaques de cuisson, les fours, les radiateurs électriques, les sèche-cheveux etc.
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