Tout matériau laisse plus ou moins bien passer le courant. Cela dépend de sa composition chimique et de ses dimensions.
Cette propriété se mesure en terme de résistance. Une résistance se mesure en ohms (W) avec un ohmmètre.
Plus la résistance est faible, plus le courant passe "bien" (argent, cuivre, aluminium, ...). Un isolant a une résistance très élevée (plastiques, verre, ...).
En électricité, une résistance (conducteur ohmique ou résistor) est un dipôle symétrique qui consomme de l'énergie (transformation en chaleur par effet Joule). Il permet de diminuer l'intensité du courant dans la branche de circuit où il se trouve.
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Rappels : dans un circuit en série, l'intensité du courant est partout la même et la tension du générateur se répartit aux bornes des autres dipôles.
La résistance d'un conducteur ohmique est notée R .
On peut la connaître :
- avec un ohmmètre
- avec le code des couleurs- en la calculant grâce à la loi d'ohm.
Expression de la loi d'ohm : la tension U aux bornes d'un conducteur ohmique est proportionnelle à l'intensité du courant I qui la traverse. Le coefficient de proportionnalité est la résistance R.
La loi d'ohm s'écrit :
Exercices
-
Approfondissements.
Cette règle en plastique a une résistance gigantesque (non mesurable ici). Elle s'oppose donc au passage du courant : c'est un bon isolant.
Cette lampe a une résistance de 11 W. Le filament est en tungstène, métal assez mauvais conducteur, de manière à produire beaucoup de chaleur par effet Joule.
Cette fourchette en inox a une résistance très faible (environ 1 W). C'est donc un bon conducteur.
Le corps humain a une résistance électrique très élevée (ici, 0,269 MW soit 269 000 W) qui varie beaucoup d'une personne à l'autre, en fonction de très nombreux paramètres.
Avec les mains humides, la résistance chute fortement ! (104 000 W) Soumis à une certaine tension, l'intensité du courant sera alors plus élevée ... donc encore plus de danger !
En mesurant l'intensité I traversant un conducteur ohmique soumis à une tension U variable, on peut tracer un graphique représentant la tension U en fonction de l'intensité I : U = f ( I ). Ce graphique est appelé caractéristique du conducteur ohmique.
Voici un exemple de caractéristique obtenue avec une résistance théorique de 150 W :
On remarque facilement que les points semblent alignés. La courbe est une droite passant par l'origine.
Remarque :
Les points ne sont pas forcément parfaitement alignés. Cela est normal, et dû au fait qu'en sciences physiques, contrairement aux mathématiques, tout part de mesures ... et qu'une mesure n'est jamais parfaite, ceci pour de nombreuses raisons. Si un point s'écarte un peu de la droite, c'est que la mesure correspondante a été peu précise !
Cette droite passant par l'origine montre que la tension U est proportionnelle à l'intensité I. On peut donc écrire :
U = a . I
"a" est le coefficient de proportionnalité. Calculons-le ! Prenons un point loin de l'origine est "bien" sur la droite. Ce point (entouré en vert sur le graphique) est obtenu pour U = 5 V et I = 0,032 A.
Le coefficient a est donc égal à U / I = 5 / 0,032 = 156.
En fait, ce coefficient correspond à la résistance R du conducteur ohmique. a = R !
Cette relation est connue sous le nom de loi d'ohm :
U = R . I
