Elec Class

apprendre l'électricité en manipulant

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Fiche de cours · chapitre 4 sur 15

La loi d'Ohm,
simplement

La tension aux bornes d'une résistance est égale à sa résistance multipliée par le courant qui la traverse : U = R × I. Si tu connais deux de ces trois grandeurs, tu trouves la troisième.

U = R · ISe lit : « U égale R fois I »
U Tensionvolt (V)
R Résistanceohm (Ω)
I Intensitéampère (A)
01

Calculateur loi d'Ohm

Le résultat se calcule sous tes yeux, ligne par ligne, comme au tableau.

Calculateur loi d'Ohm

Pour un conducteur ohmique, à température constante.

1Je cherche

2Je donne les valeurs connues

Formule utilisée I = UR

Valeurs courantes :
Valeurs courantes :

3Le résultat

Intensité I

25,5 mA

I = UR
I = 12 / 470
I = 0,02553 A
I = 25,5 mA

Sous 12 V, une résistance de 470 Ω est traversée par 25,5 mA.

02

Loi d'Ohm : le cours

La définition, l'essentiel à retenir et des exemples de tous les jours.

Loi d'Ohm : la tension aux bornes d'une résistance est proportionnelle au courant qui la traverse, U = R·I. La résistance, en ohms, freine le courant.

Loi de Pouillet : la résistance d'un fil dépend de sa matière (résistivité ρ), croît avec sa longueur et décroît avec sa section. Elle augmente avec la température pour les métaux (R = R₀(1 + αΔθ)). Les résistances du commerce suivent la série E12 et portent leur valeur en anneaux colorés (deux chiffres, multiplicateur, tolérance).

À retenir

  1. U, R et I sont liées : U = R × I. Deux valeurs connues suffisent pour trouver la troisième.
  2. À tension égale, plus la résistance est grande, plus le courant est petit.
  3. La résistance d'un fil dépend de sa matière, de sa longueur et de sa section (loi de Pouillet) ; elle augmente avec la température.
L'image du tuyau d'eau

La tension, c'est la pression qui pousse l'eau ; le courant, c'est le débit ; la résistance, c'est un rétrécissement du tuyau. Plus le tuyau est étroit, moins il passe d'eau pour une même pression. L'image a ses limites (le courant ne « coule » pas hors d'un fil coupé), mais elle aide à retenir le sens de U = R × I.

Les formules du chapitre

Loi d'Ohm

U = R · I
GrandeurSymboleUnité
TensionUV
RésistanceRΩ
IntensitéIA

Loi de Pouillet

R = ρ · lS
GrandeurSymboleUnité
RésistanceRΩ
RésistivitéρΩ·m
Longueurlm
SectionSm²

Cuivre ρ ≈ 1,7 × 10⁻⁸ Ω·m ; aluminium 2,8 × 10⁻⁸ ; fer 1,0 × 10⁻⁷.

Influence de la température

R = R₀ · (1 + α · Δθ)
GrandeurSymboleUnité
Résistance à 20 °CR₀Ω
Coefficient de températureα/°C
Variation de températureΔθ°C

Dans la vraie vie

Le montage et ses symboles

Monte une pile, un interrupteur et une résistance de 220 Ω, puis mesure U et I : tu retrouves U = R × I sur les appareils.
Résistance
Source de tension
Interrupteur
03

Méthode et exemple résolu

Quatre étapes pour réussir un exercice, puis un exemple corrigé ligne par ligne.

1Lis l'énoncé

Note les valeurs connues avec leur unité, et ce que l'on cherche.

2Mets en unités de base

kΩ en Ω, mA en A, mm² en m² : sinon le résultat est faux d'un facteur 1 000.

3Choisis la bonne forme

U = R × I, R = U / I ou I = U / R : isole la grandeur cherchée avant de calculer.

4Calcule et vérifie

Remplace, calcule, écris l'unité, puis demande-toi si l'ordre de grandeur est plausible.

Exemple résolu

Énoncé

Une résistance de 470 Ω est alimentée sous 12 V : quel courant la traverse ? Puis : quelle est la résistance de 100 m de fil de cuivre de 1,5 mm² (ρ = 1,7 × 10⁻⁸ Ω·m) ?

Solution

Loi d'Ohm : I = U / R = 12 / 470 = 0,0255 A = 25,5 mA.

Loi de Pouillet, avec la section en m² (1,5 mm² = 1,5 × 10⁻⁶ m²) :

R = ρ · l / S = 1,7 × 10⁻⁸ × 100 / 1,5 × 10⁻⁶ = 1,13 Ω.

Les erreurs classiques

Erreur 1Laisser la section en mm² dans la loi de Pouillet : 1 mm² = 10⁻⁶ m², sinon la résistance est un million de fois trop petite.
Erreur 2Croire que la résistance change quand on change la tension : pour un conducteur ohmique, R est fixe (à température constante) ; c'est le courant qui change.
Erreur 3Confondre résistance R (Ω, propre au composant) et résistivité ρ (Ω·m, propre à la matière).

Questions fréquentes : loi d'Ohm

Quelle est la formule de la loi d'Ohm ?

U = R × I : la tension U (en volts) est égale à la résistance R (en ohms) multipliée par l'intensité I (en ampères). On en tire R = U / I et I = U / R.

Comment calculer une résistance avec la tension et le courant ?

On divise la tension par le courant : R = U / I. Par exemple, 12 V et 0,05 A donnent R = 12 / 0,05 = 240 Ω. Pense à convertir les mA en A avant de diviser.

Comment retenir U = R × I ?

Avec le triangle U en haut, R et I en bas : on cache la grandeur cherchée, il reste la formule. U caché : R × I ; R caché : U / I ; I caché : U / R.

Quelle est la différence entre résistance et résistivité ?

La résistance R (en Ω) est propre à un composant ou à un fil précis. La résistivité ρ (en Ω·m) est propre à une matière : le cuivre a ρ ≈ 1,7 × 10⁻⁸ Ω·m, quelle que soit la longueur du fil.

Pourquoi la résistance augmente-t-elle avec la température ?

Dans un métal, les atomes vibrent davantage quand il chauffe et gênent le passage des électrons. On l'écrit R = R₀ (1 + α Δθ), avec α ≈ 0,004 /°C pour le cuivre.

Qu'est-ce qu'un conducteur ohmique ?

Un dipôle dont la caractéristique U = f(I) est une droite qui passe par l'origine : sa résistance ne dépend pas du courant. Une résistance du commerce l'est ; une lampe ou une diode ne l'est pas.

La loi d'Ohm s'applique-t-elle à une lampe ?

À chaque instant, oui : U = R·I. Mais le filament chauffe et sa résistance augmente avec le courant : la caractéristique U = f(I) d'une lampe n'est pas une droite. On dit qu'elle n'est pas un conducteur ohmique.

Comment lire les anneaux colorés d'une résistance ?

Les deux premiers anneaux donnent deux chiffres, le troisième le nombre de zéros (multiplicateur), le quatrième la tolérance (or 5 %, argent 10 %). Jaune-violet-rouge = 47 × 100 = 4 700 Ω.

04

S'entraîner : 61 exercices corrigés

Du plus simple au plus complet, chaque exercice a sa correction pas à pas.

Pour les enseignants

  • Appliquer U = R × I sous ses trois formes
  • Convertir les multiples et sous-multiples avant de calculer
  • Relier la résistance d'un fil à sa matière, sa longueur et sa section
Prérequis
Unités et conversions en électricité, Tension et courant
Durée indicative
2 à 3 périodes de 50 minutes

Une idée de séance

Au labo, faire varier la tension aux bornes d'une résistance de 220 Ω, relever I à chaque pas et tracer U = f(I) : la droite donne R par sa pente.

Utiliser Elec Class en classe
Temps simulé00:00:00
Q = I·t-
W = P·t-

Vue schématique CEI 60617

Comment ça marche ?

Chaque gros trou est un point du circuit : on y enfonce une patte de composant. Les 4 petits trous autour y sont reliés : les chips et les câbles s'y piquent.

  1. Pose un composant Glisse-le depuis la palette : il se clipse sur la grille. R le fait pivoter.
  2. Ponte des trous voisins Choisis le chip connecteur (ou C) et glisse sur la plaque : les trous pontés forment un seul point.
  3. Tire un câble Pour les liaisons longues et l'alimentation : d'un gros trou à un autre, ou à une borne.
  4. Ferme la boucle Le circuit se calcule en direct (loi d'Ohm, Kirchhoff) et la vue schématique suit.

Raccourcis

Suppr
supprimer
R
pivoter
C
pinceau à chips
Échap
annuler
molette
zoomer
0
recadrer la plaque
glisser le fond
se déplacer

Confirmer

Renommer

Importer un montage

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