Chapitre Résistance

Chapitre : Résistance et Loi d'Ohm

L'essentiel

L'effet joule

Rappels

La loi d'ohm

Influence d'une résistance

Extrait de Brevet

Rappels

Un dipôle est un composant électrique possédant deux bornes.Il en existe deux types :- les dipôles générateurs, qui fabriquent l'électricité (pile ou générateur)- les dipôles receveurs, qui recoivent l'électericité (lampe, moteur ...)

Teste tes connaissances

Dans un circuit ces dipôles peuvent être branchés :

En dérivation : en parallèle les uns des autres (ils fonctionnent indépendamment)

En série : à la suite les uns des autres (ils sont dépendants)

Pour effectuer des mesures dans un circui on peut utiliser : - Un Voltmètre branché en dérivation sur un dipôle- Un amperemètre branché en série dans un circuit

Teste tes connaissances, le retour

Contexte : Paul est très frileux et s’est donc muni d’un chauffage d’appoint dans sa chambre pour compléter son chauffage traditionnel. Il se demande comment le radiateur arrive à changer de température en tournant le bouton. Document 1 : Effet Joule En électricité l’effet Joule correspond à la conversion d’une partie de l’énergie électrique en énergie thermique dans un dipôle (composant électrique avec deux pôles). L’effet Joule correspond donc à l’échauffement (augmentation de la température) d’un dipôle lorsqu’un courant le traverse. Document 2 : La structure du radiateur Ce radiateur est principalement composé de cinq résistances. Une résistance est un dipôle électrique traversé par le courant lorsqu’on allume le radiateur. Remarque : En électricité on utilise souvent des résistances, bien plus petites que ceux du radiateur. Elles sont différenciées par un code couleur. Le radiateur d’Edouard possède un bouton qui lui permet de plus ou moins chauffer. Il existe trois niveaux : un faible, un moyen et un très fort.Document 3 : Les modes de chauffe

L'effet Joule

Réponds aux questions suivantes dans ton cahier :

L'influence d'une résistance

Contexte : Paul possède une voiture télécommandée. Malheureusement, il a endommagé la résistance qui est à l’intérieur, il doit la remplacer afin que sa voiture fonctionne à nouveau. Pour cela, il a retrouvé 3 résistances différentes dans son grenier, il va donc devoir trouver celle qui convient. Cette voiture est un petit jouet alimenté par un générateur de tension de 12V. L’intensité du courant électrique qui circule dans cet appareil doit être comprise entre 0,02 A (=minimum) et 0,1 A (=maximum). Paul doit donc tester ces trois résistances et trouver celle qui permet de respecter ces critères. 1) Doc 1 Comment peut-on différencier à l’œil nu les différentes résistances ? 2) Doc 2 A 6V, l’intensité du courant est-elle plus forte dans le circuit avec R1, R2 ou R3 ? 3) Doc 2 Lorsque la tension est à 12V, quelle est l’intensité de chacune des résistances ? 4) Doc 1 + 2 Quelle est la résistance que Paul doit choisir pour remplacer celle qui a été détruite ? Justifier

Document 1 : Choix de la résistance et circuit électrique

Document 2 : Courbes de l'évolution des tensions en fonction de l'intensité pour 3 résistances différentes

Réponds aux questions suivantes dans ton cahier :

L'essentiel à retenir

A - L’effet joule et la résistance (voir activité 1) 1) La résistance La résistance est un dipôle électrique receveur dont le symbole est le suivant : Son rôle est de « résister au courant électrique » , ainsi elle convertit une partie de l’énergie électrique qu’elle reçoit en énergie thermique (chaleur). 2) L’effet joule Lorsqu’on fait passer un courant électrique dans un dipôle, sa température va augmenter petit à petit. Ce phénomène est appelé l’effet Joule et a notamment lieu lorsque du courant passe dans une résistance. B – Influence de la résistance sur un circuit (voir activité 2)Lorsqu’on place une résistance dans un circuit, l’intensité du courant diminue. ( = plus Ω est grand, plus A est petit). C – La résistance, une grandeur mesurableDéfinition La résistance, est une grandeur physique notée R, qui caractérise TOUS les dipôles. Elle représente la capacité d’un matériau à s'opposer au passage du courant dans un circuit. L’unité de la résistance est l’Ohm, son symbole Ω. Par exemple, R = 50 Ω. La résistance d’un circuit peut-être mesurée grâce à un ohmmètre branché en dérivation.

La loi d'Ohm (voir animation)

D - La loi d'OhmAux bornes d’une résistance, lorsqu’on trace le graphique représentant la tension U en fonction de l’intensité I, on obtient une droite passant par l’origine. La tension aux bornes de la résistance et l’intensité du courant qui la traverse sont proportionnelles. Cette relation se nomme la loi d’Ohm et peut s’écrire mathématiquement : U = R x IAvec U la tension électrique aux bornes du dipôle (en V), R la résistance de ce dipôle (en Ω) I l’intensité du courant qui le parcourt (en A).

Accède à l'animation suivante pour découvrir la loi d'Ohm.Suis les consignes sur la tablette pour tracer la courbe demandée :

Extrait sujet de Brevet physique

Questions

1) Doc 1 Pourquoi une lampe laissée longtemps allumée est-elle très chaude ? 2) Doc 2 Quel est l’élément du radiateur dans lequel a lieu l’effet Joule ? 3) Explique en 2 phrase, le fonctionnement du radiateur grâce à l'effet Joule

Voici les 3 résistors que Paul a retrouvé dans son grenier :

Schéma de son circuit pour tester l'impact des résistors :

Paul a testé les 3 résistances en réalisant trois fois le circuit du document 2. Pour chaque circuit, il a fait varier la tension U et a mesuré l’intensité I.Il a ensuite récapitulé ses mesures sous la forme de trois courbes. Un courbe bleu pour le circuit avec R1, une courbe orange pour celle avec R2 enfin une courbe verte pour celle avec R3.

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