Thème 3 – La résistance au mouvement des charges Module 4 – Les principes et la technologie de l’électricité

Concepts clés circuits mesure et unités d’énergie électrique résistance électrique et la loi d’Ohm Après avoir lu ce thème tu dois pouvoir : expliquer le rapport entre le courant, la tension et la résistance décrire des techniques de transfert et de régulation de l’énergie électrique identifier les facteurs qui influent sur la résistance d’un fil électrique distinguer entre un montage en parallèle et un montage en série concevoir, éprouver et corriger des modèles de circuits destinés à différentes usages exigeant un courant à basses tension employer les unités, mesures et dispositifs qui conviennent pour déterminer et calculer la résistance d’un diapositif électriques d’après la loi d’Ohm

La résistance est une propriété d’une substance qui s’oppose au mouvement des charges électriques ; elle est responsable de la conversation de l’énergie électrique en autre forme d’énergie. Figure 4.15 les électrons, chargés négativement, doivent se frayer un chemin à travers les solides : ils doivent vaincre la résistance associée à l’attraction des noyaux atomiques, charges positivement, et à la répulsion des autres électrons.

Dans un circuit électrique, il existe une relation étroite entre la tension, le courant et la résistance. Le courant est décrit comme le déplacement d’électrons dans les conducteurs, et la tension comme ce qui provoque le déplacement des électrons, alors la résistance est ce qui s’oppose au déplacement des électrons. La résistance d’un bon conducteur est faible par contre les mauvais conducteurs ont une grande résistance. L’unité SI de la résistance est l’ohm ; le symbole est la lettre grecque Ω. On peut mesurer la résistance directement avec un ohmmètre.

Le calcul de la résistance La résistance influe sur le courant qui circule dans un circuit et sur la différence de potentiel entre différents points d’un circuit complexe comprenant plusieurs charges. On obtient la résistance en calculant le rapport de la tension (V) aux bornes de la charge et du courant (I) qui circule dans la charge. Complète l’équation ci-dessous : R = V Resistance = ___________________ I

La résistance s’exprime en volts par ampères (V/A) ce qui correspond à des ohms (Ω). L’équation donnée ci-dessus est appelée la loi d’Ohm. Exprime deux autres formes sous lesquelles on représente la loi d’Ohm dans l’espace ci-dessous.

Dessine et annote la figure 4. 16 Dessine et annote la figure 4.16. N’oubliez pas de nommer tous les composants du circuit.

Basé sur la figure, comment est-ce qu’on relie un voltmètre dans un circuit ? Autour de la charge, borne (+) au côté (+) de la batterie, borne (-) au côté (-) de la batterie. Basé sur la figure, comment est-ce qu’on relie un ampèremètre dans un circuit ? On relie l’ampèremètre en série ou directement dans le circuit bornes sur les bornes côté.

Un problème modèle : Etudie le problème modèle à la page 282 et résous les problèmes concrets #1-4 dans l’espace ci- dessous.

Les résistances Dans un circuit électronique, la résistance ne sert pas seulement à transformer en chaleur l’énergie des charges en mouvement. Le composant appelé résistance sert à contrôlé le courant ou la tension, en fonction des besoins particuliers de divers autres dispositifs électriques du circuit.

Les résistances variables Une résistance variable n’a pas une valeur fixe. En fait, sa valeur change en fonction de la température, de la lumière, de la tension et d’autres facteurs.

Les différents types de circuits Un montage en série comporte un seul chemin pour le courant. Toutes les charges doivent passer par chaque composante du circuit. Figure 4.19 Un montage en série comporte un seul chemin pour le courant. Les trois charges représentées sont reliées en série.

Un montage en parallèle comporte plusieurs chemins pour le courant. Le courant total est divisé, une partie des charges circulant dans chaque branche (ou partie) du circuit. Figure 4.20 Un montage en parallèle comporte plusieurs chemins pour le courant. Les trois charges représentées sont reliées en parallèle.

L’installation électrique d’une résidence Dans une maison, ce sont les circuits en parallèles qui sont utilisées. La tension est identique aux bornes des toutes les charges. Mettre un appareil en marche ne réduit pas l’énergie disponible pour les autres charges. Si on essaie de faire fonctionner trop d’appareils simultanément, et l’accroissement du courant est trop important, les fils risquent d’atteindre une température assez élevée pour provoquer une incendie.

Afin de prévenir les feux d’incendies électriques, on intègre toujours des fusibles (fuses) ou des disjoncteurs (breakers) dans les circuits domestiques Les câbles de grandes puissances (grosseur 12 AWG) ont un diamètre relativement grand, et alors une faible résistance et peuvent transporter, sans s’échauffer, des courants plus élevés.

Complète le tableau 4.7 (p. 291) Les facteurs qui influent sur la résistance d’un fil

Basé sur le tableau ci-dessous, les facteurs influencent la résistance mathématiquement par les relations suivantes : Longueur X2 = résistance X2 Superficie X2 = résistance X½ Température X2 = résistance X2 Et la composition affect la résistance dépendant de la structure des atomes.