Quiz : la loi d’Ohm et les circuits électriques (4e-3e)

L’intensité du courant I se mesure en ampères (A) avec un ampèremètre branché en série ; la tension U se mesure en volts (V) avec un voltmètre branché en dérivation aux bornes du dipôle. La résistance R d’un conducteur ohmique s’exprime en ohms (Ω) et se mesure à l’ohmmètre, le dipôle étant retiré du circuit. À l’extérieur du générateur, le courant circule de la borne + vers la borne −.

Dans un circuit en série (une seule boucle), l’intensité est la même en tout point : c’est la loi d’unicité. La tension aux bornes du générateur est égale à la somme des tensions aux bornes des autres dipôles : c’est la loi d’additivité. Avec un générateur de 12 V et une lampe soumise à 4,5 V, l’autre lampe en série reçoit 12 − 4,5 = 7,5 V. Si une lampe grille, tout le circuit s’éteint.

Dans un circuit en dérivation, les dipôles branchés en parallèle ont la même tension à leurs bornes. L’intensité dans la branche principale est égale à la somme des intensités des branches dérivées (loi des nœuds) : I = I₁ + I₂. Si une lampe grille, les autres continuent de fonctionner : c’est le montage des installations domestiques.

Pour un conducteur ohmique, la tension est proportionnelle à l’intensité : U = R × I (U en V, R en Ω, I en A). Sa caractéristique U = f(I) est une droite passant par l’origine, de coefficient directeur R. Exemple : une résistance de 220 Ω traversée par 50 mA = 0,050 A a une tension U = 220 × 0,050 = 11 V à ses bornes.

La puissance électrique reçue vaut P = U × I, en watts. L’énergie consommée vaut E = P × t : en joules si P est en W et t en secondes, en kilowattheures si P est en kW et t en heures. Un radiateur de 2 000 W allumé 3 h consomme 2,0 × 3 = 6,0 kWh. Dans un conducteur ohmique, toute cette énergie est convertie en chaleur : c’est l’effet Joule.