Loi d'Ohm

Programmes : KS3, GCSE, cycle 4, 2de, Sek I, HS, AP2, IB B.5

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Objectif

Établir la relation entre l’intensité du courant qui traverse une résistance et la tension à ses bornes.

Le montage

Une source de 5 V, un ampèremètre et une résistance de 100 Ω ; un voltmètre est branché en dérivation aux bornes de la résistance.

Protocole

1. À l’aide du bouton Tension, réglez la source sur 0 V.
2. Augmentez la tension par pas de 1 V jusqu’à 10 V et, à chaque pas, notez les indications de l’ampèremètre et du voltmètre.
3. Tracez le graphique de l’intensité en fonction de la tension.
4. À partir du graphique, déterminez la résistance \(R = U / I\).

Résultat attendu

À 5 V, l’ampèremètre indique environ 49,7 mA et le voltmètre environ 4,97 V. Les points sont alignés sur une droite passant par l’origine : l’intensité est proportionnelle à la tension. \(R = U / I\) ≈ 100 Ω à chaque pas ; à 10 V, l’intensité est d’environ 99 mA.

Questions

1. Comment la pente du graphique va-t-elle changer si vous utilisez une résistance de 200 Ω ?
2. Pourquoi le voltmètre indique-t-il un peu moins que la valeur réglée sur la source ?

Réponses

1. La pente du graphique est \(I / U = 1 / R\), donc avec 200 Ω elle est deux fois plus faible : à chaque tension, l’intensité est deux fois plus petite, environ 50 mA à 10 V au lieu de 99 mA.
2. La source a une résistance interne de 0,5 Ω, et l’ampèremètre et les câbles en ajoutent un peu. Le courant y fait chuter la tension de quelques centièmes de volt, si bien que la résistance reçoit un peu moins que la tension réglée sur la source : environ 4,97 V au lieu de 5 V.