On cherche à déterminer la valeur de la résistance d'un conducteur ohmique.
On relie la résistance à une pile, selon le schéma de circuit suivant :
Quelle est la représentation correcte de la tension U entre les bornes de la résistance et de l'intensité I qui la traverse ?
- Le sens du courant électrique est déterminé par les bornes de la pile : il circule du pôle positif vers le pôle négatif.
- La résistance est un récepteur, on utilise donc la convention récepteur qui dit que les flèches représentant l'intensité et celle représentant la tension doivent être opposées.
On souhaite mesurer la tension entre les bornes de la résistance ainsi que l'intensité du courant qui la traverse.
Quels sont les instruments de mesure nécessaires ?
Les instruments de mesure nécessaires sont :
- Un voltmètre pour mesurer la tension.
- Un ampèremètre pour mesurer l'intensité.
Quel est le schéma correct du circuit permettant de mesurer ces grandeurs ?
On sait que :
- Le voltmètre doit être branché en dérivation aux bornes de la résistance.
- L'ampèremètre doit être branché en série dans la même branche que la résistance.
D'où le schéma suivant :
Le voltmètre mesure 24,0 V et l'ampèremètre 160 mA.
Quelle est la valeur de la résistance ?
La loi d'Ohm relie la résistance R d'un conducteur ohmique à la tension U entre ses bornes et à l'intensité I du courant électrique qui le traverse :
U_{(V)} = R_{(\Omega)} \times I_{(A)}
La résistance de ce conducteur ohmique est donc :
R = \dfrac{U}{I}
R = \dfrac{24{,}0}{160 \times 10^{-3}}
R = 150 \Omega
Afin de vérifier la valeur de la résistance précédemment déterminée, on fait varier la tension entre ses bornes et on mesure l'intensité qui la traverse. Ainsi, on obtient le graphique suivant :
Comment ce graphique permet-il de vérifier la loi d'Ohm ?
La loi d'Ohm est vérifiée car le graphique représentant la tension entre les bornes de la résistance en fonction de l'intensité qui la traverse est une droite qui passe par l'origine.
L'équation de la droite obtenue sur ce graphique est U_{\left(V\right)} = 150 \times I_{\left(A\right)}.
Comment cette équation permet-elle de déterminer la valeur de cette résistance ?
Puisque la relation liée à la loi d'Ohm est :
U_{\left(V\right)} = R_{\left(\Omega\right)} \times I_{\left(A\right)}
Et que l'équation de la droite obtenue est :
U_{\left(V\right)} = 150 \times I_{\left(A\right)}
On en déduit que la valeur de la résistance est égale au coefficient directeur et donc que :
R = 150 \Omega