Loi d’ohm et caractéristique de dipôles

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L’un des graal de la physique actuelle est la découverte de la supraconductivité à température ambiante : c’est un état de la matière dans lequel le déplacement des électrons ne subit aucun frottement. Cela permettrait : 

  • d’acheminer l’énergie électrique dans nos foyers sans aucune perte d’énergie,
  • de voyager en lévitation grâce à de puissants champs magnétiques,
  • d’annuler l’échauffement de nos appareils électriques, etc…

En somme, des économies d’énergie se chiffrant en milliards d’euros ou en milliards de joule.

Actuellement, à température ambiante, tout dipôle électrique (lampe, fil, pile…) traversé par un courant électrique résiste au passage de ce courant. On quantifie cette résistance en mesurant la résistance « R » ou « r » du dipôle en Ω (Ohm).

La plupart des dipôles voit leur résistance interne « r » varier en fonction de l’intensité ou de la tension : il n’y a aucune proportionnalité.

Objectifs en classe de seconde

Objectifs en classe de première générale

  • Déterminer la caractéristique d’une source réelle de tension et l'utiliser pour proposer une modélisation par une source idéale associée à une résistance.

Capacités et compétences travaillées

Autres cours à consulter

Définition " Conducteur ohmique "

Mais un type de dipôle, nommé conducteur ohmique, voit sa tension électrique (U) entre ses bornes varier proportionnellement à l’intensité du courant I qui le traverse. De cette proportionnalité découle la loi d’Ohm, résumée par la formule :
Formule de la tension électrique en fonction de la résistance et de l'intensité du courant

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

Loi d'ohm

Cette animation vous permet de faire varier une de 3 grandeurs (intensité du courant ou tension électrique ou résistance électrique) de la loi d’ohm et constater la variation des autres .

Caractéristique d'un dipôle

La caractéristique d’un dipôle est le graphique représentant la tension U entre les bornes du dipôle en fonction de l’intensité I qui le traverse : U = f (I)
Graphiques représentant les caractéristiques de dipôles actif, passif et d'un conducteur ohmique

Courbe 1 : Caractéristique d’un générateur

Courbe 2 : Caractéristique d’un conducteur ohmique 

Courbe 3 : Caractéristique d’un dipôle passif quelconque.

Tracés de caractéristique de dipôles

A l’aide de la simulation d’expérience « Kit de construction de circuit » ci-dessous, réalisez le travail demandé sous l’animation.

Kit de construction de circuit

Cette simulation vous permet de créer des circuits électriques et d’effectuer des mesures d’intensité du courant et de tension électrique.

Caractéristique d'une lampe

  • Réaliser le circuit électrique en série comprenant une pile, une lampe, un interrupteur et des fils.

  • Insérer dans le circuit un voltmètre qui mesurera la tension entre les bornes de la lampe ET un ampèremètre qui mesurera l’intensité du courant qui la traverse.

Remarque : En cliquant sur la pile, vous pouvez faire varier sa tension.

Travail n°1 :

1/ Effectuer 5 mesures différentes de tension et d’intensité pour la lampe :

2/ La lampe est-elle un conducteur ohmique ? (voir la définition en début de page)

Caractéristique d'un résistor

  • Réaliser le circuit électrique en série comprenant une pile, un résistor, un interrupteur et des fils.

Travail n°2 :

  1. Effectuer les mêmes démarches que dans le travail n°1.
  2. Le résistor est-il un conducteur ohmique ? (voir la définition en début de page)

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