4° > Électricité – Chap E9 : La résistance électrique et la loi d’Ohm

Sur une nouvelle feuille, créez un chapitre E9 intitulé « La résistance électrique et la loi d’Ohm » puis faire l’activité 1.

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Activité à rechercher avant de venir en cours

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Activité 1 : La résistance électrique d’un composant.

Dans un tuyau ou circule de l’eau, un étranglement représente une résistance au passage de l’eau.

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Par analogie, la résistance électrique correspond à la capacité de certains composants à ne pas favoriser le passage du courant électrique.

 

Indication : Dans ces circuits, le courant d’eau ou le courant électrique se comportent de la même façon.

Questions :

1° Observer attentivement le circuit hydraulique et trouver l’étranglement qui offre la plus grande résitance au passage de l’eau (celui du haut ou celui du bas).

2° En utilisant l’analogie qui existe entre le circuit hydraulique et le circuit électrique, en déduire lequel des 2 composants offre la plus grande résistance au passage du courant dans le circuit électrique (choix entre la lampe ou la résistance).

3° En déduire la branche dérivée qui est traversée par le plus grand courant (choix entre la branche qui contient la lampe ou celle qui contient la résistance).

4° Rechercher, sur internet, l’unité utilisée pour exprimer la valeur d’une résistance en électricité ? Quel est le symbole (lettre grecque) correspondant à cette unité ?

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 Activités qui seront faites durant le cours

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Activité 2  : La mesure d’une résistance R à l’aide du multimètre en mode « Ohmmètre »

Utiliser FIREFOX le navigateur de Mozilla et débloquer le à la demande

Accéder au module suivant en cliquant sur l’image ci-dessous (Si demandé, activer Adobe flash Player… puis Autoriser).

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Placer le sélecteur sur un des calibres de la zone « Ohmmètre » (symbole Ω) du multimètre pour voir une mesure s’afficher sur l’Ohmmètre.

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1° Dans la liste ci-dessous, choisir le calibre (=position du sélecteur) qui permet d’obtenir le meilleur affichage de la valeur mesurée pour la résistance utilisée.

  • Calibre 2 MΩ
  • Calibre 200 kΩ
  • Calibre 20 kΩ
  • Calibre 2 kΩ 
  • Calibre 200 Ω 

2° Indiquer la valeur affichée à l’écran et compléter ce résultat en indiquant son unité(#)

R = … (n’oubliez pas l’unité)

# : Rappel de la règle pour le multimètre : L’unité correspond à l’unité du calibre sélectionné par l’utilisateur. Exemple : Calibre = 20 → Valeur affichée à l’écran = 3 unité

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Une vérification de votre résultat est possible en utilisant le code couleur des résistances vu en technologie (Rappel en Annexe au bas de cette page).

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3° Quel est le résultat obtenu sur le calibre 2 ? : … (n’oubliez pas d’indiquer l’unité)

Utiliser les règles de conversion d’unité pour donner la valeur de R en Ω  : …

Cette valeur est-elle compatible avec la valeur obtenue précédemment ?

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4° Conclusion : La règle d’utilisation des calibres

Le choix d’un calibre ne change pas la valeur mesurée. Un choix adapté permet juste d’obtenir la meilleure précision possible pour cette mesure.

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Activité 3  : Influence de la valeur d’une résistance sur l’intensité du courant électrique

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Utiliser FIREFOX le navigateur de Mozilla et débloquer le à la demande

1° Modifier la valeur de la résistance (en Ohm) du rhéostat.

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Un rhéostat possède un curseur qui permet de peut modifier la valeur de sa résistance.

Accéder à l’animation en cliquant sur l’image du rhéostat ci-dessous (Si demandé, Activer Adobe flash Player… puis Autoriser.)

Régler le curseur du rhéostat sur la valeur 47 Ω.

  • Quelle est la valeur de l’intensité du courant mesurée sur l’ampèremètre ? : …
  • Quelle est la valeur de la tension correspondante, à lire sur le graphique à l’écran (ordonnée en V) ? : …

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2° Protocole pour obtenir le tracé d’une droite

Accéder au module suivant en cliquant sur l’image ci-dessous (Si demandé, activer Adobe flash Player… puis Autoriser).

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Consignes : 

  • Allumer le générateur.
  • Régler-le pour obtenir un une valeur pour la tension (en V) et la valeur correspondante de l’intensité mesurée. 
  • Rechercher le point correspondant à ce couple de valeurs sur le graphique.
  • Cliquer au bon endroit pour tracer votre point.

Exemple de mesure : On règle la tension à 4,7 V. On lit la valeur affichée sur l’ampèremètre en mA. (comme dans image ci-dessus). On place le point correspondant sur le graphique. (Voir les pointillés sur le graphique ci-dessus)

Pour plus de détails, cliquer en milieu d’écran, sur « Règle du jeu »

Appliquez-vous en plaçant les 4 points jusqu’à obtenir les « Félicitations ! »

Validation :

Appelez pour faire valider vos félicitations.

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3° Après ce 1er succès, refaites cette animation en utilisant une autre résistance.

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Cliquer sur : R2, R3 ou R4 (choix libre).

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Appelez pour faire valider vos félicitations.

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4° Conclusion : La loi d’Ohm

 

  • Sur la photocopie, encadrer la relation qui relie la tension électrique U avec la résistance R et l’intensité du courant I.
  • Recopier dans votre fiche de cours cette relation que vous retiendrez sous le nom de « Loi d’Ohm« 
  • Sur la photocopie, passer au fluo la valeur de la résistance trouvée grâce à ce tracé*.

* Une vérification de la valeur de la résistance est possible en utilisant le code couleur des résistances vu en technologie (Rappel en Annexe au bas de cette page).

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Activité 4 : Formulations mathématiques de la loi d’Ohm

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Une expression mathématique de la loi d’Ohm est donc :

U = R × I

Recopier cette formule puis choisir et recopier dans votre cours les bonnes expressions mathématiquement équivalentes entre U, R et I pour exprimer la loi d’Ohm.

Choix possibles d’égalités proposées :

  • U = I × R
  • I = U / R
  • I = R / U
  • R = U × R
  • R = I / U
  • R = U / I

Aide disponible : Visionnez la vidéo suivante

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Activité 5 : Exercices de calcul avec la loi d’Ohm – Savoir utiliser la calculatrice

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Répondez au Quiz qui vous est proposé en utilisant les 3 relations que vous venez d’écrire à la fin de votre fiche de cours.

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Pour accéder au module « Loi d’Ohm et vie quotidienne », cliquez sur le lien https://edu.tactileo.fr/GO et utiliser le code ci-dessous

Pour tous les élèves utiliser le code ME5S

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Un code couleur qui donne la valeur des résistances

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1° Comment trouver directement la valeur d’une résistance sur internet

Une animation disponible gratuitement le temps d’un mesure est disponible sur le site Édumédia. Cliquer sur l’image ci-dessous pour y accéder.

Elle vous permettra de trouver la valeur de la résistance en cliquant sur les couleurs correspondant au code barre qui figure sur celle-ci.

Remarque : Vous pouvez rafraichir la page pour faire une nouvelle mesure. Demander à votre professeur si vous ne parvenez pas à trouver l’icône « actualiser la page » qui permet de rafraichir  une page Web.

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2° Travail à faire 

Sélectionner les valeurs pour obtenir une résistance de 47 Ohm.

Noter les couleurs du code barre correspondant.

Comparer avec l’image de la résitance de 47 OhmΩ de l’activité 3, paragraphe 2.

Les codes barres sont ils identiques ?

 

2° Comment utiliser un code couleur qui vous est donné au format papier (comme durant un devoir).

 

Résumé en image

On donne le code couleur suivant :

La façon de l’utiliser est indiqué sur le schéma ci-dessous. L’exemple illustré est celui d’une résistance de 5600 Ohm.

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  • Chaque anneau possède une couleur qui correspond à un chiffre (voir tableau ci-dessous).
  • Les 2 premiers anneaux donnent 2 chiffres. Ils forment un nombre à 2 chiffres.
  • Le troisième anneau indique le nombre de zéros à rajouter à droite pour obtenir la valeur (on l’appelle l’exposant). C’est donc un multiplicateur.
  • Le quatrième anneau indique la qualité de la résistance : Or (=valeur exacte à 5%) ou Argent (=valeur approchée à 10%)

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 Bilan

Cliquez sur le lien suivant pour accéder à la CARTE MENTALE de ce chapitre.

Pour des compléments de cours, cliquez sur le lien suivant : Soutien scolaire

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 Corrigés

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Des éléments de correction apparaitront ici lorsque le chapitre aura été complété.

Cliquez sur le lien suivant pour accéder au « Corrigé du chapitre E9« 

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En cas d’absence, ou autre nécessité, faites une demande sur la messagerie d’ECOLE DIRECTE pour obtenir le corrigé anticipé du cours. Un code d’accès vous sera fourni. Vous pourrez l’utiliser ci-dessous pour accéder au corrigé dans la partie ci-dessous, protégée par mot de passe.

 

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Le contenu ci-dessous est protégé par mot de passe

Un code vous sera donné par votre professeur lorsque le chapitre sera terminé.