Publié : 11 novembre 2009

Chapitre n°5 / 4° / La résistance électrique (R)

La résistance électrique

T.P. n°1 : Qu’est-ce que la résistance électrique ? Quel est son effet dans un circuit ?

Un composant électrique spécifique à la résistance électrique : le conducteur ohmique.

1-Qu’est-ce qu’un conducteur ohmique ?

Un conducteur ohmique est un dipôle électrique (récepteur).

Un conducteur ohmique.

Symbole électrique d’un conducteur ohmique.

Les conducteurs ohmiques sont très utilisés en électronique.

Les conducteurs ohmiques peuvent avoir diverses valeurs de résistance. La valeur de la résistance, notée R, se mesure avec un ohmmètre et s’’exprime en ohms (Ω).

 

Pour utiliser un multimètre en ohmmètre, il faut placer le sélecteur central dans la zone (Ω) puis brancher les fils sur les bornes VΩ  et COM

Symbole d’un ohmmètre.

Voir cette page sur l’utilisation de l’ohmmètre.


Expérience : On mesure la résistance de divers conducteurs ohmiques.

Conducteur ohmique étudié n°1 n°2 n°3 ensemble n°1 et n°2 associés en série ensemble n°2 et n°3 associés en série
Résistance mesurée 10  33 100 43 133

Remarques :

-Lorsque deux conducteurs ohmiques sont associés en série, leurs résistances s’ajoutent.

-Le code des couleurs :

La valeur de la résistance d’un conducteur ohmique est indiquée par trois bandes colorées.
Une quatrième bande indique la précision du marquage. Ici, cette bande de couleur or signifie que la précision est de 5%.

A chaque couleur correspond un chiffre :  
                   
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ici le marquage indique :

R = 10 × 103 Ω à 5% près.

soit : R = 10 kΩ à 5% près.

5% de 10 kΩ = 0,5 kΩ.

La résistance R est donc comprise dans l’intervalle :

9,5 kΩ ≤ R ≤ 10,5 kΩ 

Pour en savoir plus : http://www.univ-lemans.fr/enseignements/physique/02/electri/coderesi.html 

Télécharger ce logiciel.

 

2-Effet d’un conducteur ohmique dans un circuit :

On réalise le circuit schématisé ci-dessous :

On place divers conducteurs ohmiques de diverses valeurs de résistances dans ce circuit et on complète le tableau :

Valeur de la résistance

 

0 Ω

(pas de conducteur ohmique)

10 Ω 33 Ω 100 Ω
Intensité mesurée (mA)

 

287 mA 245 mA 163 mA 48 mA
Eclat de la lampe

 

fort moyen faible nul

>L’intensité du courant (et l’éclat de la lampe) diminue lorsque la résistance du conducteur ohmique introduit dans le circuit augmente.

Plus la résistance électrique est élevée, plus l’intensité du courant parcourant le circuit est faible.

 Applications :

Un conducteur ohmique permet de modifier l’intensité du courant dans un circuit et de limiter plus ou moins le courant.

 

Un rhéostat (photos ci-dessus) est un conducteur ohmique dont on peut faire varier la valeur de résistance : il laisse passer une plus ou moins grande intensité électrique. Il est utilisé pour faire varier l’éclairage, le volume, ...

 

Les D.E.L. sont des dipôles fragiles qui "grillent" si l’intensité du courant qui les traverse est trop forte : On les protège en leur associant un conducteur ohmique en série.

 

T.P. n°2 : La loi d’Ohm : Relation intensité/tension pour les conducteurs ohmiques.

1-Expérience : 

On cherche comment varie la tension U aux bornes d’un conducteur ohmique en fonction de l’intensité I du courant qui le traverse.

Pour cela, on réalise le circuit ci-dessous :

L’ampèremètre, monté en série avec le conducteur ohmique permet de mesurer l’intensité qui le traverse.

Le voltmètre, monté en dérivation aux bornes du conducteur ohmique permet de connaître la tension entre ces bornes.

 

On fait alors varier la tension délivrée par le générateur et on relève pour différentes valeurs l’intensité I du courant traversant le conducteur ohmique et la tension U à ses bornes.

Intensité I traversant le conducteur ohmique 0 mA 50mA 

(0,050 A)

100mA

(0,100A)

150 mA

(0,150A)

200 mA

(0,200A)

250mA

(0,250A)

300 mA

(0,300A)

Tension U aux bornes du conducteur ohmique 0V 1,65V 3,30V 4,95V 6,60V 8,25V 9,9V

Tableau de valeur obtenu pour un conducteur ohmique de résistance R=33  W (mesurée à l’ohmmètre).

 

Exploitation :

On trace la  caractéristique du conducteur ohmique étudié : c’est la courbe représentant les variations de la tensions U aux bornes du conducteur ohmique en fonction de l’intensité I du courant qui le traverse.

axe horizontal : l’intensité I du courant en A, 1cm pour 0,025A (25 mA)

axe vertical : la tension U aux bornes du conducteur, 1cm pour 1V.

>La caractéristique obtenue est une droite qui passe par l’origine.

Cela signifie que la tension U aux bornes du conducteur ohmique est proportionnelle à l’intensité I du courant qui le traverse :

U = a x I , a étant le coefficient de proportionnalité.

soit a = U/I.

Déterminons a en faisant une lecture graphique :

Pour I= 0,125 A, U=4,1V d’où a= 4,1/0,125= 32,8 soit a= R 

 

2-Loi d’ohm : 

La tension U (en V) aux bornes d’un conducteur ohmique, de résistance R (en W ), est proportionnelle à l’intensité I (en A) du courant qui le traverse :

 

U = R x I

Le coefficient de proportionnalité étant la valeur de la résistance R du conducteur ohmique.

 

Remarque : Cette loi est uniquement valable pour les conducteurs ohmiques (et non pour les lampes, diodes, moteurs, ...)