« Résistance et impédance/Loi d'Ohm » : différence entre les versions
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== Le Dipôle résistant, la loi d'Ohm ==
=== Résistance ===
En électricité, le terme '''résistance''' désigne différentes choses, qui restent toutefois liées :
* '''une propriété physique''' : l'aptitude d'un matériau conducteur à ralentir le passage du courant électrique ;
* '''un dipôle électrique''' qui est utilisé pour soit pour réduire l'intensité du courant (rhéostat), soit pour obtenir en un point un potentiel déterminé (diviseur de tension - il faut alors au moins deux résistances) ou encore produire de l'énergie thermique ;
* '''un modèle mathématique''' qui respecte idéalement la loi d'Ohm, baptisé '''conducteur ohmique''' ou '''résistance idéale''' et qui permet de modéliser les dipôles réels ;
* '''un composant électronique''' conçu pour approcher de manière très satisfaisante la loi d'Ohm dans une large plage d'utilisation.
===dipôle passif===
Une résistance est toujours un dipôle passif
{{Définition
| contenu =
On appelle dipôle
}}
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| contenu =
Une lampe à incandescence, un radiateur électrique sont des
* Contre-Exemple : Un moteur électrique n'en est pas un.
=== La
{{Définition
| contenu =
Un dipôle récepteur passif respecte la loi d'ohm si la tension à ses bornes est rigoureusement proportionnelle à l'intensité du courant qui le traverse.
}}
La loi d'ohm s'applique assez bien aux conducteurs métalliques thermostatés (c'est à dire dont la température est maintenue constante)
{{principe▼
| contenu =Tant que la température du dipôle résistant
=== La caractéristique tension courant d'une résistance ===
[[Fichier:Fonction transfert résistance.svg|200px|right]]
{{Définition
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De même, on peut définir la caractéristique courant-tension.
A noter que, ici encore, il s'agit d'une modélisation qui comporte des limites. Pour certains dipôles dont les inductances ou les condensateurs qui seront mentionnés dans ce cours, la courbe obtenue dépend de l'histoire du dipôle. Par exemple, on a pas forcément la même courbe quand on réalise le mesure avec U croissant ou avec U décroissant.La caractéristique, elle aussi, a un domaine de validité.
{{Définition
Jusqu'à une certaine valeur du courant, la caractéristique est pratiquement une droite qui passe par l'origine des coordonnées<br />Donc, tant que le courant est inférieur à cette valeur, la caractéristique <math>U = f(I)</math> est de la forme linéaire <math>y = ax</math> soit, ici, <math>U = aI</math> dans laquelle <math>a</math> est une constante.<br />▼
| contenu =
Ensuite, la caractéristique s'incurve. La caractéristique n'est plus proportionnelle au courant.▼
On appelle résistance idéale ou conducteur ohmique, un dipôle dont la caractéristique est une droite passant par l'origine
}}
Analyse physique de la caractéristique d'une résistance réelle
▲Jusqu'à une certaine valeur du courant, la caractéristique d'une résistance utilisée en électronique est pratiquement une droite qui passe par l'origine des coordonnées<br />Donc, tant que le courant est inférieur à cette valeur, la caractéristique <math>U = f(I)</math> est de la forme linéaire <math>y = ax</math> soit, ici, <math>U = aI</math> dans laquelle <math>a</math> est une constante.<br />
▲Ensuite, la caractéristique s'incurve. La caractéristique montre que la tension n'est plus proportionnelle au courant.
=== La Résistance électrique ===
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| contenu =
Le rapport <math>{U \over I}</math>, de la tension aux bornes du dipôle au courant qui le traverse, est appelé la résistance électrique <math>R</math> du dipôle, au courant <math>I</math>.}}
La relation <math>R = {U \over I}</math> définit la résistance.<br /> Son unité s'exprime en volt par ampère. Ce sont aussi des Ohm : <math>\Omega</math><br /> A noter que la résistance électrique correspond au coefficient directeur de la caractéristique du dipôle résistance exprimé en V/A
C'était pour éviter la confusion entre la résistance (dipôle) et la résistance (grandeur électrique définissant une propriété du dipôle) que le terme de résistor avait été introduit dans les programmes de l’enseignement français;
▲{{principe
▲ | contenu =Tant que la température du dipôle résistant reste inférieure à une valeur déterminée, la tension à ses bornes est proportionnelle au courant ; la résistance du dipôle est constante.}}
L'application de la loi d'Ohm à la mesure de la résistance est une méthode simple,
=== Exercices ===
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== Calcul de la résistance ==
La méthode
=== Influence de la longueur ===
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== Mesure de la résistance électrique ==
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Pour mesurer la valeur d'une résistance avec un ohmmètre, il faut que cette résistance soit déconnectée de son montage (sinon on mesure la résistance du montage).
On connecte la résistance à mesurer aux 2 bornes de l'appareil de mesure (
===
Utilisant la loi d'ohm ( <math> R = \frac U I</math>), on fait circuler un courant dans l'élément
L'avantage de ce montage est que l'on peut mesurer une résistance « à chaud », c'est-à-dire dans les conditions de températures proches de celle de son utilisation normale.
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==== Montage aval ====
L'ampèremètre se place avant le voltmètre . La valeur de la tension est exacte mais on fait donc
==== Montage amont ====
Le voltmètre mesure la tension au borne de l’ensemble "ampèremètre - dipôle". La valeur du courant est exacte mais on fait une erreur sur la tension. On mesure donc en toute rigueur la résistance équivalente du dipôle en série avec l'ampèremètre. Cette méthode est intéressante pour les dipôles dont la résistance est forte par rapport à celle de l'ampèremètre (rarement supérieure au kΩ). Comme précédemment, si besoin, la connaissance de la résistance interne de l'ampèremètre permet de calculer la résistance exacte du dipôle.
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[[Fichier:Wheatstone Bridge.svg|300px|right|thumb|Pont de Wheatstone]]
Le pont de Wheatstone est un système de mesure de résistance par comparaison.
Il s'agit de deux branches potentiométriques que l'on "équilibre"
*Le potentiel du point B est défini par les valeurs des résistances <math>R_3</math> et <math>R_x</math> (relation du diviseur de tension)
*Le potentiel du point C est défini par celles des résistances <math>R_2</math> et <math>R_1</math>. <math>R_2</math> étant variable, on l’ajuste pour que les deux potentiels soient égaux
Si l'on prend l'exemple ci-contre :
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}}
{{clr}}
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