Électricité — Résistance et loi d'Ohm

Connaître les relations et les unités

Pour chaque phrase, coche la seule réponse juste.

1. 1.Un conducteur parfait aurait une résistance…

   0.5 pt
   • nulle
   • très grande
   • égale à celle d’un fil réel
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   nulle

   Un conducteur parfait n’opposerait aucune gêne au courant ; un fil réel en a une, faible mais non nulle.

2. 2.Un conducteur ohmique est parcouru par un courant deux fois plus intense. La valeur de U…

   0.5 pt
   • ne change pas
   • est divisée par deux
   • est multipliée par deux
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   est multipliée par deux

   La tension est proportionnelle à l’intensité : multiplier l’une par deux multiplie l’autre par deux.

3. 3.Dans la relation $U=R\times I$, l’intensité doit être exprimée en…

   0.5 pt
   • milliampères
   • ampères
   • volts
   Voir la correction

   ampères

   Volts, ohms et ampères vont ensemble : une intensité en milliampères donnerait un résultat mille fois trop grand.

4. 4.La puissance électrique d’un appareil s’exprime en…

   0.5 pt
   • watts
   • joules
   • wattheures
   Voir la correction

   watts

   La puissance, produit de la tension par l’intensité, s’exprime en watts ; le joule et le wattheure mesurent une énergie.

5. 5.Pour obtenir une énergie en joules avec $E=P\times t$, la durée doit être exprimée en…

   0.5 pt
   • minutes
   • heures
   • secondes
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   secondes

   Avec une puissance en watts, une durée en secondes donne des joules ; une durée en heures donnerait des wattheures.

6. 6.Un kilowattheure vaut…

   0.5 pt
   • 100 Wh
   • 1 000 Wh
   • 3 600 Wh
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   1 000 Wh

   Le préfixe kilo signifie mille : 1 kWh = 1 000 Wh, l’unité des factures d’électricité.

7. 7.Dans un circuit série, l’intensité du courant…

   0.5 pt
   • diminue après chaque résistance
   • est la même en tout point
   • est plus grande près du générateur
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   est la même en tout point

   Le courant n’a qu’un chemin : il ne s’use pas en traversant les résistances, l’intensité est partout la même.

8. 8.Dans un grille-pain, la chaleur produite par la résistance est…

   0.5 pt
   • un défaut de l’appareil
   • la fonction recherchée
   • une énergie qui disparaît
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   la fonction recherchée

   La résistance convertit l’énergie électrique en chaleur : défaut dans un câble, c’est la fonction même d’un grille-pain.

Connaître les relations et les unités

Complète le texte avec les mots de la banque. Deux mots ne servent pas.

1. 1.En série, les résistances sont placées sur un chemin .

   0.5 pt
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   unique

   Un montage en série n’offre au courant qu’un seul chemin, qui traverse toutes les résistances.

2. 2.Leur résistance équivalente est la des résistances.

   0.5 pt
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   somme

   En série, les résistances s’additionnent : $R=R_1+R_2$.

3. 3.En dérivation, le courant se entre plusieurs chemins.

   0.5 pt
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   partage

   Chaque chemin reçoit une part du courant : c’est ce qui définit la dérivation.

4. 4.Ce sont alors les des résistances qui s’additionnent.

   0.5 pt
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   inverses

   La relation est $\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$ : on additionne les inverses, pas les résistances.

5. 5.La résistance équivalente est plus que la plus petite d’entre elles.

   0.5 pt
   Voir la correction

   petite

   Ouvrir un chemin de plus au courant diminue la résistance de l’ensemble.

6. 6.Une lampe à incandescence qu’on ne peut pas toucher après une minute perd beaucoup d’énergie en .

   0.5 pt
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   chaleur

   Elle convertit une grande part de l’énergie reçue en chaleur plutôt qu’en lumière : chauffer n’est pas mieux éclairer.

7. 7.L’énergie consommée est le produit de la puissance par la de fonctionnement.

   0.5 pt
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   durée

   C’est la relation $E=P\times t$ : la puissance seule ne dit pas combien d’énergie est consommée.

8. 8.Sur une facture, l’énergie électrique s’exprime en .

   0.5 pt
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   kilowattheures

   Le joule donnerait des nombres énormes : les factures comptent l’énergie en kilowattheures.

Connaître les relations et les unités

Relie chaque relation à ce qu’elle permet de calculer par un trait, puis recopie la lettre dans la case. Une proposition ne sert pas.

• ALa puissance électrique d’un appareil.
• BLa résistance unique qui remplace deux résistances placées l’une après l’autre.
• CLe nombre de volts entre les bornes d’un conducteur ohmique.
• DCe qu’un appareil consomme en fonctionnant un certain temps.
• EL’inverse de la résistance d’un ensemble de deux chemins.
• FLe nombre d’ampères qui parcourt un conducteur ohmique.
• GLe nombre d’ohms d’un conducteur, connu par deux mesures.

1. 1.$U=R\times I$

   0.5 pt
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   C

   La loi d’Ohm écrite pour la tension : résistance multipliée par intensité.

2. 2.$I=U÷R$

   0.5 pt
   Voir la correction

   F

   Même loi, isolée pour l’intensité : tension divisée par résistance.

3. 3.$R=R_1+R_2$

   0.5 pt
   Voir la correction

   B

   En série, la résistance équivalente est la somme des résistances.

4. 4.$\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$

   0.5 pt
   Voir la correction

   E

   En dérivation, ce sont les inverses des résistances qui s’additionnent.

5. 5.$P=U\times I$

   0.5 pt
   Voir la correction

   A

   La puissance, produit de la tension par l’intensité, en watts.

6. 6.$E=P\times t$

   0.5 pt
   Voir la correction

   D

   L’énergie est le produit de la puissance par la durée.

Lire un schéma électrique

Observe le document 1, puis réponds aux questions.

1. 1.Dans quel circuit les deux résistances sont-elles montées en série ? Justifie par le nombre de chemins.

   1 pt
   Voir la correction

   Dans le circuit 1 : le courant n’y a qu’un seul chemin, qui traverse R1 puis R2.

   En série, un chemin unique ; dans le circuit 2, les fils se séparent en deux chemins.

2. 2.Quelle valeur unique remplace R1 et R2 dans le circuit 1 ?

   1 pt
   Voir la correction

   $20+40=60$ : 60 Ω.

   En série, les résistances s’additionnent : le résultat dépasse chacune d’elles.

3. 3.Même question pour R3 et R4 dans le circuit 2.

   1 pt
   Voir la correction

   $30\times 30÷60=15$ : 15 Ω.

   En dérivation, le produit divisé par la somme : deux résistances identiques donnent la moitié.

4. 4.Dans le circuit 2, tout le courant qui sort du générateur traverse-t-il R3 ? Justifie.

   1 pt
   Voir la correction

   Non : il se partage entre deux chemins, celui de R3 et celui de R4.

   En dérivation, chaque résistance ne reçoit qu’une part du courant.

Calculer avec la loi d'Ohm

Chaque étiquette décrit une résistance dont on connaît deux grandeurs. Complète chaque étiquette : écris la grandeur manquante avec son unité, puis la forme de la loi d’Ohm que tu as utilisée. Pour l’étiquette C, convertis d’abord l’intensité en ampères.

Les cases de la figure sont les questions. La correction, case par case :

1. 1.Étiquette A — la tension U

   1 pt
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   5 V

   $50\times 0,1=5$ : on multiplie la résistance par l’intensité, déjà exprimée en ampères.

2. 2.Étiquette B — l’intensité I

   1 pt
   Voir la correction

   0,2 A

   $9÷45=0,2$ : on divise la tension par la résistance, et non l’inverse.

3. 3.Étiquette C — la conversion, puis R

   1.5 pt
   Voir la correction

   0,03 A, puis 200 Ω

   $30÷1000=0,03$, puis $6÷0,03=200$ : 0,5 point pour la conversion, 1 pour R.

4. 4.Les trois relations utilisées

   1.5 pt
   Voir la correction

   A : U = R × I ; B : I = U ÷ R ; C : R = U ÷ I.

   Une seule loi, trois écritures selon la grandeur cherchée ; 0,5 point par relation juste.