Résistance et loi d'Ohm

1. La résistance électrique

1.1 Définition

La résistance électrique est une grandeur qui caractérise la capacité d'un dipôle à s'opposer au passage du courant électrique. Plus la résistance est grande, plus le courant a du mal à passer.

• Symbole : R
• Unité : l'ohm, symbole Ω (lettre grecque « oméga »)
• Instrument de mesure : l'ohmmètre (souvent intégré dans un multimètre)

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1.2 Le résistor (conducteur ohmique)

Un résistor est un dipôle spécialement conçu pour avoir une résistance précise et stable. On l'appelle aussi conducteur ohmique.

Sur un schéma électrique, le résistor est représenté par un rectangle :

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1.3 Mesurer une résistance

Pour mesurer la résistance d'un dipôle avec un ohmmètre :

1. Débrancher le dipôle du circuit (aucun courant ne doit circuler).
2. Régler le multimètre sur le calibre Ω (ohmmètre).
3. Brancher les deux bornes de l'ohmmètre aux bornes du dipôle.
4. Lire la valeur affichée en ohms (Ω).

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2. Influence de la résistance sur l'intensité

Plus la résistance dans un circuit est grande, plus l'intensité est faible (à tension constante). Et inversement : si la résistance diminue, l'intensité augmente.

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3. La loi d'Ohm

3.1 Énoncé

$U = R \times I$

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3.2 Le triangle de la loi d'Ohm

Pour retrouver facilement les trois formules, on utilise le triangle magique :

Comment l'utiliser : cache avec ton doigt la grandeur que tu cherches. Ce qui reste visible te donne la formule.

• Tu cherches U ? Cache U → il reste R × I → donc U = R × I
• Tu cherches I ? Cache I → il reste U sur R → donc I = U ÷ R
• Tu cherches R ? Cache R → il reste U sur I → donc R = U ÷ I

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3.3 Exemples de calcul

Exemple 1 : Un résistor de R = 50 Ω est traversé par un courant d'intensité I = 0,2 A. Quelle est la tension à ses bornes ?

U = R × I = 50 × 0,2 = 10 V

Exemple 2 : La tension aux bornes d'un résistor est U = 6 V et l'intensité est I = 0,3 A. Quelle est sa résistance ?

R = U ÷ I = 6 ÷ 0,3 = 20 Ω

Exemple 3 : Un résistor de R = 100 Ω est soumis à une tension U = 12 V. Quelle intensité le traverse ?

I = U ÷ R = 12 ÷ 100 = 0,12 A

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4. Vérification expérimentale de la loi d'Ohm

4.1 Protocole

Pour vérifier la loi d'Ohm, on réalise l'expérience suivante :

1. Monter un circuit avec un générateur de tension réglable, un résistor et un ampèremètre en série.
2. Brancher un voltmètre en dérivation aux bornes du résistor.
3. Pour plusieurs valeurs de tension U, mesurer l'intensité I correspondante.
4. Reporter les points dans un graphique U en fonction de I.

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4.2 La caractéristique tension-intensité

Si le dipôle est un conducteur ohmique, les points sont alignés sur une droite passant par l'origine.

Interprétation :

• Les points sont alignés et la droite passe par l'origine → le dipôle vérifie la loi d'Ohm, c'est un conducteur ohmique.
• La pente de la droite correspond à la valeur de la résistance R : plus la droite est « raide », plus la résistance est grande.

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5. Conversion d'énergie dans un résistor : l'effet Joule

Quand un courant électrique traverse un résistor, l'énergie électrique est convertie en énergie thermique (chaleur). C'est l'effet Joule.

Applications de l'effet Joule

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6. Utilité des résistors dans les circuits

Les résistors ont plusieurs rôles pratiques :

• Limiter le courant : protéger un composant fragile (comme une LED) en réduisant l'intensité qui le traverse.
• Répartir la tension : dans un montage en série, les résistors permettent d'obtenir des tensions différentes à partir d'une seule source (diviseur de tension).
• Produire de la chaleur : dans un radiateur, un grille-pain ou un fer à souder.

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📌 À retenir

1. La résistance (en ohms, Ω) mesure la capacité d'un dipôle à s'opposer au passage du courant. Elle se mesure avec un ohmmètre.
2. Un résistor (conducteur ohmique) est un dipôle dont la tension est proportionnelle à l'intensité.
3. Loi d'Ohm : U = R × I. On peut aussi écrire I = U ÷ R ou R = U ÷ I.
4. La caractéristique d'un conducteur ohmique est une droite passant par l'origine dont la pente vaut R.
5. L'effet Joule : quand un courant traverse un résistor, l'énergie électrique est convertie en chaleur. C'est parfois utile (radiateur) et parfois une perte (moteur).
6. Les résistors servent à limiter le courant, répartir la tension et produire de la chaleur.