La loi d'Ohm
1 - Relation entre tension et intensité
Dans un conducteur ohmique (appelé aussi résistance), plus la tension appliquée est grande,
plus le courant électrique qui traverse le conducteur est important.
La tension et l’intensité sont donc proportionnelles.
U = R × I
- U : tension en volts (V)
- I : intensité du courant en ampères (A)
- R : résistance en ohms (Ω)
Cette relation est appelée loi d’Ohm.
Elle a été établie par le physicien allemand Georg Simon Ohm au XIXᵉ siècle.
2 - Caractéristique d’un conducteur ohmique
Pour étudier le comportement d’une résistance, on réalise un circuit contenant :
- un générateur dont la tension peut varier
- un conducteur ohmique
- un ampèremètre et un voltmètre
On mesure l’intensité du courant pour différentes valeurs de la tension.
On trace ensuite la caractéristique tension-intensité :
- l’intensité I est placée sur l’axe horizontal
- la tension U est placée sur l’axe vertical
Pour un conducteur ohmique, la caractéristique est une droite passant par l’origine.
Cela montre que la tension et l’intensité sont proportionnelles.
3 - Interprétation graphique
Chaque point de la caractéristique correspond à une situation réelle du circuit.
Si un dipôle est traversé par un courant d’intensité I₀ et que la tension entre ses bornes vaut U₀,
le point correspondant sur le graphique est appelé point de fonctionnement.
La pente de la droite correspond à la résistance R.
Plus la droite est inclinée, plus la résistance est grande.
4 - Détermination de la résistance
On peut déterminer la valeur d’une résistance à partir de la loi d’Ohm :
R = U / I
Exemple :
La résistance vaut :
R = 2,0 / 0,020 = 100 Ω
5 - Association de résistances
Lorsque plusieurs résistances sont branchées dans un circuit,
leur comportement dépend du type de montage.
Montage en dérivation
La tension est la même aux bornes de chaque résistance.
Le courant se partage entre les différentes branches.
La loi des nœuds s'applique :
I = I₁ + I₂ + …
6 - Conversion d’énergie dans une résistance
Lorsqu’un courant électrique traverse une résistance,
une partie de l’énergie électrique est transformée en chaleur.
Ce phénomène s’appelle l’effet Joule.
Ce phénomène a été étudié par le physicien anglais
James Prescott Joule (1818-1889).
Exemples d’applications :
- radiateur électrique
- grille-pain
- fer à lisser
- chauffage électrique
Sources :
Cormerais G. & Carrasco J. (2024).
PrépaBrevet – Physique-Chimie.
Benguigui N. (2023).
PrépaBac – Physique-Chimie Seconde.