Circuits électriques et loi d'Ohm

Circuits électriques et loi d'Ohm

Comprendre tension, intensité et résistance dans nos appareils du quotidien.

Tension, intensité, résistance : 3 grandeurs

Tension U S'exprime en volts (V). Se mesure avec un voltmètre branché en dérivation aux bornes du composant.

Intensité I S'exprime en ampères (A). Se mesure avec un ampèremètre branché en série dans la branche concernée.

Résistance R S'exprime en ohms (Ω). Caractérise l'opposition au passage du courant. Se mesure avec un ohmmètre.

Symboles normalisés à connaître Pile : deux traits parallèles (un long +, un court −) Lampe : cercle avec une croix Résistance : rectangle Interrupteur ouvert/fermé : trait coupé

Voltmètre : V dans un cercle (branché aux bornes du composant)

Ampèremètre : A dans un cercle (intercalé dans le circuit)

Deux montages : série et dérivation

En série (1 boucle) Même intensité partout Tension totale = somme des tensions : U_pile = U_1 + U_2 Si une lampe casse, tout s'éteint.

En dérivation (branches) Même tension aux bornes de chaque branche

Intensités s'additionnent : I_pile = I_1 + I_2

Une lampe peut casser sans affecter les autres.

Dans nos maisons Les prises, lampes et appareils d'une maison sont branchés en dérivation sur le réseau 230 V : chacun reçoit la même tension de 230 V et fonctionne indépendamment, on peut allumer / éteindre un appareil sans affecter les autres.

La loi d'Ohm

Conducteur ohmique Composant pour lequel la tension U est proportionnelle à l'intensité I qui le traverse. La courbe U = f(I) est une droite passant par l'origine. Sa pente est la résistance R.

Formule à connaître par cœur U = R × I U : tension en volts (V) R : résistance en ohms (Ω) I : intensité en ampères (A)

On peut isoler R ou I : R = (U)/(I) et I = (U)/(R).

Conducteur ou isolant ?

Conducteur Laisse passer le courant. Les métaux (cuivre, aluminium, fer), le graphite, les solutions ioniques (eau salée, acide).

Isolant Bloque le courant. Le plastique, le verre, le bois sec, le caoutchouc, l'eau pure (en théorie).

Eau et électricité L'eau pure est isolante, mais l'eau du robinet, l'eau de mer, l'eau de pluie contiennent des ions qui la rendent conductrice. C'est pourquoi il ne faut jamais manipuler un appareil électrique avec les mains mouillées.

L'essentiel

Tension U (V) ; Intensité I (A) ; Résistance R (Ω).

En série : I identique partout, Upile = somme des U.

En dérivation : U identique sur les branches, Ipile = somme des I.

Loi d'Ohm pour un conducteur ohmique : U = R × I.

Caractéristique U = f(I) : droite par l'origine, pente = R.

Les métaux et solutions ioniques conduisent ; plastique, verre, bois sec isolent.