echoesof.science · 15–16 ans
Intensité, tension, résistance et puissance
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L'intensité du courant est le débit de charge : I = ΔQ / Δt, mesurée en ampères (1 A = 1 C/s). Par convention, le courant circule du + vers le −, le sens dans lequel se déplacerait une charge positive ; dans les fils métalliques, les porteurs de charge sont des électrons, qui dérivent dans l'autre sens. Un courant constant exige un apport continu d'énergie, comme une pile.
La loi d'Ohm : le courant dans un conducteur est proportionnel à la tension à ses bornes, U = R·I, où R est la résistance en ohms (1 Ω = 1 V/A). Des matériaux comme le cuivre et l'aluminium sont ohmiques : leur résistance ne dépend pas du courant, du moins à température constante.
Les conducteurs comme les métaux ont des électrons libres qui laissent les charges se déplacer facilement ; les isolants comme le verre, le caoutchouc et le plastique, non. C'est pourquoi les câbles sont en cuivre isolé.
Expérience: Comment la longueur d'un fil influence-t-elle sa résistance ?
- Branche en série l'alimentation, l'interrupteur, l'ampèremètre et le fil ; branche le voltmètre aux bornes de la longueur de fil testée (entre les deux pinces crocodiles sur le fil).
- Écarte les pinces de 20 cm. Ferme l'interrupteur, lis rapidement U et I, puis ouvre l'interrupteur.
- Recommence pour 40, 60, 80 et 100 cm. Fais chaque mesure deux fois.
- Calcule R = U / I pour chaque longueur.
- Trace R (axe des ordonnées) en fonction de la longueur L (axe des abscisses) et la droite de meilleur ajustement.
- Décris la relation et explique-la.
| Longueur L (cm) | U (V) | I (A) | R = U/I (Ω) | R répété (Ω) |
|---|---|---|---|---|
| 20 | ||||
| 40 | ||||
| 60 | ||||
| 80 | ||||
| 100 |
Questions
Énonce la loi d'Ohm et calcule l'intensité dans une résistance de 47 Ω branchée sur 9 V.
Calcule la résistance totale de 20 Ω et 30 Ω en série et en dérivation.
Une lampe de 60 W est allumée 5 heures par jour pendant 30 jours. Combien de kWh cela fait-il ? Combien cela coûte-t-il à 0,30 € le kWh ?
Décris ton graphique R–L et explique sa forme. Donne une source d'erreur.
Sources de chaque fait de cette fiche: echoesof.science/school/fr/electricity/sources/