Calcul du Courant pour Différentes Tensions (Loi d'Ohm)
Comprendre la Loi d'Ohm
La loi d'Ohm est une loi fondamentale en électricité qui décrit la relation entre la tension (\(V\)), le courant (\(I\)) et la résistance (\(R\)) dans un circuit électrique pour de nombreux matériaux conducteurs. Elle stipule que, pour un conducteur ohmique à température constante, le courant traversant le conducteur est directement proportionnel à la tension appliquée à ses bornes et inversement proportionnel à sa résistance. Cette relation est exprimée par l'équation \(V = IR\). Comprendre et appliquer la loi d'Ohm est essentiel pour l'analyse et la conception de circuits électriques.
Données de l'étude
- Résistance (\(R\)) : \(100 \, \Omega\) (ohms)
- Tensions appliquées successivement :
- \(V_1 = 5.0 \, \text{V}\)
- \(V_2 = 10.0 \, \text{V}\)
- \(V_3 = 15.0 \, \text{V}\)
Schéma d'un Circuit Simple avec Résistance
Circuit simple avec une source de tension V et une résistance R, parcouru par un courant I.
Questions à traiter
- Rappeler la loi d'Ohm reliant la tension (\(V\)), le courant (\(I\)) et la résistance (\(R\)).
- Calculer le courant (\(I_1\)) circulant dans la résistance lorsque la tension appliquée est \(V_1 = 5.0 \, \text{V}\).
- Calculer le courant (\(I_2\)) circulant dans la résistance lorsque la tension appliquée est \(V_2 = 10.0 \, \text{V}\).
- Calculer le courant (\(I_3\)) circulant dans la résistance lorsque la tension appliquée est \(V_3 = 15.0 \, \text{V}\).
- Comment le courant varie-t-il lorsque la tension augmente, la résistance restant constante ?
Correction : Calcul du Courant selon la Loi d'Ohm
Question 1 : Rappel de la Loi d'Ohm
Principe :
La loi d'Ohm établit une relation directe entre la tension aux bornes d'un conducteur ohmique, le courant qui le traverse, et sa résistance.
Formule(s) utilisée(s) :
Où \(V\) est la tension en volts (V), \(I\) est le courant en ampères (A), et \(R\) est la résistance en ohms (\(\Omega\)). Pour calculer le courant, on utilise :
Question 2 : Calcul du Courant \(I_1\) pour \(V_1 = 5.0 \, \text{V}\)
Principe :
Appliquer la loi d'Ohm \(I = V/R\).
Données spécifiques :
- \(V_1 = 5.0 \, \text{V}\)
- \(R = 100 \, \Omega\)
Calcul :
Cela équivaut à \(50 \, \text{mA}\) (milliamps).
Question 3 : Calcul du Courant \(I_2\) pour \(V_2 = 10.0 \, \text{V}\)
Principe :
Appliquer la loi d'Ohm \(I = V/R\).
Données spécifiques :
- \(V_2 = 10.0 \, \text{V}\)
- \(R = 100 \, \Omega\)
Calcul :
Cela équivaut à \(100 \, \text{mA}\).
Quiz Intermédiaire 1 : Si la résistance d'un circuit est de 50 Ω et que le courant est de 0.2 A, quelle est la tension ?
Question 4 : Calcul du Courant \(I_3\) pour \(V_3 = 15.0 \, \text{V}\)
Principe :
Appliquer la loi d'Ohm \(I = V/R\).
Données spécifiques :
- \(V_3 = 15.0 \, \text{V}\)
- \(R = 100 \, \Omega\)
Calcul :
Cela équivaut à \(150 \, \text{mA}\).
Question 5 : Variation du Courant avec la Tension
Principe :
Analyser la relation entre \(I\) et \(V\) lorsque \(R\) est constante, basée sur les calculs précédents et la loi d'Ohm.
Analyse :
D'après la loi d'Ohm, \(I = V/R\). Si \(R\) est constante, le courant \(I\) est directement proportionnel à la tension \(V\).
Observations :
Conclusion :
Lorsque la tension augmente et que la résistance reste constante, le courant augmente proportionnellement. Si la tension double, le courant double ; si la tension triple, le courant triple, etc.
Quiz Intermédiaire 2 : Si la résistance d'un circuit est doublée et que la tension reste constante, le courant :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. La loi d'Ohm s'applique principalement aux :
2. L'unité de la résistance électrique est :
3. Si la tension aux bornes d'une résistance est de 12 V et que le courant qui la traverse est de 3 A, quelle est la valeur de la résistance ?
Glossaire
- Tension Électrique (\(V\))
- Différence de potentiel électrique entre deux points d'un circuit. Elle est la "force" qui pousse les charges électriques à se déplacer. Unité SI : Volt (V).
- Courant Électrique (\(I\))
- Débit de charge électrique à travers une section d'un conducteur. Unité SI : Ampère (A).
- Résistance Électrique (\(R\))
- Propriété d'un matériau à s'opposer au passage du courant électrique. Unité SI : Ohm (\(\Omega\)).
- Loi d'Ohm
- Loi physique qui établit que la tension aux bornes d'un conducteur ohmique est directement proportionnelle au courant qui le traverse, le coefficient de proportionnalité étant la résistance (\(V = IR\)).
- Conducteur Ohmique
- Matériau ou composant qui obéit à la loi d'Ohm, c'est-à-dire dont la résistance est constante indépendamment de la tension appliquée ou du courant qui le traverse (dans certaines limites de température).
- Circuit Électrique
- Ensemble de composants interconnectés permettant le passage d'un courant électrique.
D’autres exercices d’électromagnétisme:
0 commentaires