Points essentiels Le courant électrique; La force électromotrice; La résistance; La loi dOhm;...

Points essentiels• Le courant électrique;

• La force électromotrice;

• La résistance;

• La loi d’Ohm;

• L’effet Joule;

• La puissance;

• Association de résistances

•Série;

•Parallèle;

Le courant électrique

Le courant électrique est défini comme le débit de charge à travers une surface.

tqI

(1 ampère = 1C/s)

Sens du courant

La force électromotrice

On appelle force électromotrice (f.é.m.) tout dispositif modifiant l’énergie potentielle électrique des charges électriques. Une pile sèche transforme de l’énergie chimique en énergie potentielle électrique.

L’énergie potentielle acquise par une charge q traversant la pile est

Le symbole d’une f.é.m. est (epsilon). Sa valeur se donne en VOLT.

U q

La résistanceTout conducteur offre une résistance au passage du courant électrique. Soit un circuit électrique élémentaire constitué d’une f.é.m. et de fil conducteur de résistance R. Plus la résistance R est élevée, plus le courant I est faible. Plus la f.é.m. est élevée, plus le courant est grand.

Le courant électrique est proportionnel à la f.é.m. utilisée et inversement proportionnel à la résistance du fil conducteur.

RVI

Mesure de la résistance

ALR

La résistance R d’un élément de circuit dépend de la forme géométrique de cet élément et de la nature même de ce dernier. On utilise la relation suivante pour calculer R:

où R est en ohm (), L est la longueur de l’élément en mètre, A est l’aire de la section de l’élément en mètre carré et est la résistivité du matériau (une constante) en ohm·mètre (·m).

Le courant électrique est un déplacement d’électrons dans un conducteur. Plus la longueur du conducteur est grande, plus les électrons auront de la difficulté a le traverser. Ainsi, la résistance augmente lorsque la longueur du conducteur augmente.

Lorsqu’on augmente la grosseur du fil, on augmente aussi la quantité d’électrons disponibles pour la conduction. Ainsi, le courant électrique est beaucoup plus élevé.

Donc, la résistance diminue lorsque la grosseur du conducteur augmente.

Le code de couleur

La loi d’Ohm

a) Résistance ohmique b) Résistance non-ohmique

L’effet Joule

Toute résistance R traversée par un courant produit de la chaleur. C’est ce qu’on appelle l’effet Joule. L’énergie potentielle électrique se transforme en énergie thermique. L’énergie potentielle électrique U perdue par une quantité de charge q traversant une différence de potentiel V est

U = q·V

où U est en joule, q est en coulomb et V est en volt.

La puissanceLa puissance P est définie comme l’énergie fournie ou dépensée par unité de temps.Or q = I t d’où: Puissance = U/t = q·V/t = I t·V/t = V Ioù la puissance s’exprime en watt, U est en joule, t est en seconde,I est en ampère et V est en volt.

La puissance (suite)

Puissance: V I = V 2/ R = R I 2

Dans le cas d’une résistance R, sachant que I = V/R ou V = R I, la puissance peut se calculer de 3 façons équivalentes:

Association de résistances en série

21 RRReq

Association de résistances en parallèle

21

111RRReq

Polarité - Gain et chute de potentiel

Exemple Déterminez la résistance totale du circuit montré ci-dessous, ainsi que la grandeur et le sens du courant débité par les sources de tension. (1407)

A B C

DEF

5V

12 V

40  100  

250  

8 V

A B C

DEF

5V

12 V

40  100  

250  

8 V

39025010004eqR

mAVVVI 1,23390

5812

Exercices suggérés

1401, 1402, 1404, 1406, 1407 et 1408.