Résistance et loi d’Ohm

BD d’introduction : Résistance !

La résistance

Certains dipôles s’opposent au passage du courant. Ils convertissent une partie de l’énergie électrique en énergie thermique.

La grandeur physique qui permet de déterminer l’aptitude d’un dipôle à s’opposer au passage du courant s’appelle sa résistance. On la note généralement \(R\).

Elle s’exprime en ohms (symbole 1).

Les matériaux qui ont une résistance faible sont conducteurs : par exemple un fil de cuivre de plusieurs dizaines de mètres n’a qu’une résistance de quelques dixièmes d’ohm.

Un matériau ayant une forte résistance est isolant : par exemple le corps humain peut avoir une résistance de l’ordre du million d’ohms2.

On peut mesurer la résistance d’un dipôle avec un ohmmètre (voir comment mesurer une grandeur électrique).

Le résistor

Le résistor3 est un dipôle dont le rôle est de s’opposer plus ou moins au passage du courant. Son symbole normalisé est le suivant :

Symbole normalisé du résistor

Sur l’exemple ci-dessous, on constate qu’en ajoutant un résistor en série dans le circuit, l’intensité du courant diminue (et la lampe brille donc moins fort). Si la résistance \(R\) du résistor est plus grande, l’intensité du courant est encore plus faible :

Ajout d’un résistor dans un circuit en série

Caractéristique

La caractéristique d’un dipôle est le nom qu’on donne à la courbe représentant la tension \(U\) à ses bornes en fonction de l’intensité du courant \(I\) qui le traverse.

Il s’agit donc de la fonction : \(U = f(I)\).

Chaque dipôle a une caractéristique qui lui est propre. Pour un résistor, il s’agit d’une droite qui passe par l’origine. On en déduit donc que la tension à ses bornes est proportionnelle à l’intensité du courant qui le traverse :

Caractéristique d’un résistor

Sur la caractéristique du résistor, on peut mesurer le coefficient directeur de la droite. On trouve alors que sa valeur est la même que la valeur de la résistance du résistor. Ce lien entre \(U\), \(I\) et \(R\) s’appelle la loi d’Ohm.

La loi d’Ohm

La tension \(U\) aux bornes d’un résistor, sa résistance \(R\) et l’intensité \(I\) du courant qui le traverse sont liées par relation mathématique suivante appelée la loi d’Ohm :

\[{\bf U = R \times I} \qquad \mathrm{ou} \qquad R = \frac{U}{I} \qquad \mathrm{ou} \qquad I = \frac{U}{R}\]

Dans cette relation, \(U\) doit être en volts, \(I\) en ampères et \(R\) en ohms.

La loi d’Ohm s’applique aux résistors (et de façon plus générale aux dipôles ohmiques). Elles ne s’applique pas aux autres dipôles (pile, lampe, moteur, etc.).

Notes

  1. «  » est la lettre grecque oméga

  2. Lorsque la peau d’un corps humain est humide, sa résistance diminue fortement et n’est plus que de quelques centaines d’ohms. La peau devient alors conductrice. 

  3. On utilise aussi couramment le mot « résistance » à la place de « résistor » mais pour éviter toute confusion, il est préférable d’utiliser le mot « résistor » pour le dipôle et « résistance » pour la grandeur physique.