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source: Le Hollandais Volant
La loi d’Ohm
Dans un circuit électrique, si l’on modifie la tension du générateur, l’intensité du courant varie aussi. Tension et intensité sont des grandeurs bien distinctes mais clairement liées l’une à l’autre.
Nous savons aussi que la résistance des dipôles régule l’intensité du courant.
Existe-t-il une relation mathématique simple entre tension, résistance et intensité ?
1 Caractéristique d’un dipôle
Observations et interprétation : on réalise le montage (fig1 [ndla : résistor+voltmètre, générateur, ampèremètre en série]) et on fait varier la tension du générateur.
On trace le graphique (fig2 [ndla : on voit une droit passant par l’origine]) en reportant les valeurs de la tension U en ordonnée et celles de l’intensité en abscisses.
Le voltmètre mesure la tension U au bornes du dipôle. L’ampèremètre mesure l’intensité I qui la traverse.
Conclusion : La caractéristique d’un dipôle est le graphique représentant les variations de la tension U entre ses bornes en fonction de l’intensité I du courant qui la traverse.
Dans le cas d’un résistor, la caractéristique est une droite qui passe par l’origine.
2 La loi d’Ohm
Observations et interprétation : on trace les caractéristiques des trois résistors à partir des résultats de mesure (fig3 [ndla : trois tableaux de mesures de U, I et U/I pour trois résistors différents]). Ce sont des droites qui passent par l’origine (fig4 [ndla : les 3 caractéristiques sont tracées]) : les variations de U et de I sont donc proportionnelles.
Dans les trois cas, le quotient U/I est pratiquement constant et égal à la valeur de la résistance.
On peut donc écrire U/I = R ; ou encore U = R × I : c’est la loi d’Ohm.
Conclusion : Énoncé de la loi d’Ohm : la tension U aux bornes d’un dipôle ohmique de résistance R et l’intensité I du courant qui la traverse vérifient la formule U = R × I.
Avec U en volt (V), R en ohm (Ω), I en Ampère (A).
c. Résistance. — Tous les métaux ne se laissent pas également traverser par le courant électrique ; ainsi, des fils de même section droite, mais de densités différentes, ne laissent pas passer la même quantité d’électricité, dans le même temps, à travers leur section droite : on dit qu’ils sont inégalement conducteurs. ou inégalement résistants au passage du courant. L’unité pratique de résistance est l’ohm (du nom du physicien qui a étudié les résistances des conducteurs) : c’est la résistance opposée au passage du courant par une colonne de mercure de 106 centimètres de long et de 1 millimètre carré de section droire, à la température de 0° ; ou la résistance d’un fil de cuivre rouge électrolytique de 48 mètres de long et de 1 millimètre de diamètre. On la désigne par la lettre R dans les formules.
Formule d’Ohm (Relation entre les constantes du courant [ndla : les constantes du courant sont définies un peu avant, ce sont l’intensité, la force électromotrice et la résistance]). — Le physicien allemand Ohm a trouvé, par l’expérience, la relation qui lie les trois constantes du courant qui circule dans un fil donné. — Elles est exprimée par la formule suivante : I=E/R, dite formule d’Ohm.
Résistance. — La résistance R d’un fil conducteur peut être donnée par la formule R=rl/s ; dans laquelle l est la longueur, s la section droite du fil et r une constante qui dépend de la nature du fil.
Quand : l=1, et s=1, on a r=R : c’est la résistance d’un fil de longueur et de section droite égales à l’unité : on donne à r le nom de résistance spécifique du fil ; l est exprimée généralement en mètres et s en millimètres carrés.
L’expérience montre que la résistance spécifique r varie d’un métal à l’autre ; elle est plus grande pour les alliages que pour les métaux purs.
Et un grand merci à P’tit Louis, pour m’avoir scané et envoyé les pages de son bouquin de physique :-)