Caractéristique d'un dipôle résistor
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• réaliser un montage pour tracer la caractéristique intensité-tension d'un dipôle ;
• reconnaître un résistor (conducteur ohmique) à sa caractéristique et appliquer la loi d'Ohm U = R.I ;
• déterminer une résistance : par le calcul, à l'ohmmètre ou avec le code des couleurs ;
• utiliser un rhéostat pour régler l'intensité ;
• comparer les caractéristiques de quelques dipôles.
Situation de départ
Sur la carte électronique d'une télécommande, on voit de petits composants cylindriques ornés d'anneaux de couleur. Et sur un sèche-cheveux, un bouton change la chaleur de l'air soufflé. Que sont ces petits composants ? Quelle grandeur le bouton du sèche-cheveux fait-il changer ?
I. La caractéristique d'un dipôle
On branche successivement plusieurs dipôles récepteurs sur le même générateur : l'intensité du courant n'est pas la même. L'intensité dépend du récepteur. Pour un même dipôle, si l'on fait varier la tension U à ses bornes, l'intensité I qui le traverse varie aussi : il existe une relation entre U et I, propre au dipôle.
La caractéristique intensité-tension d'un dipôle est la courbe qui représente la tension U à ses bornes en fonction de l'intensité I qui le traverse : U = f(I). (La courbe I = g(U) est sa caractéristique tension-intensité.)
II. Le résistor et la loi d'Ohm
Avec le montage de la figure 1, on relève les couples (I ; U) pour un résistor :
Mesures pour un résistor
| I (mA) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U (V) | 0 | 1,48 | 3,02 | 4,47 | 6,03 | 7,50 |
Les points sont alignés sur une droite passant par l'origine : U est proportionnelle à I. Le coefficient de proportionnalité, la pente de la droite, se note R : c'est la résistance du résistor. Ici, pour I = 40 mA = 0,040 A, U = 6,0 V, donc R = 6,0 / 0,040 = 150 Ω.
Un résistor (ou conducteur ohmique) est un dipôle dont la caractéristique est une droite passant par l'origine. La tension à ses bornes est égale au produit de sa résistance par l'intensité qui le traverse :
• Un résistor de 220 Ω est traversé par 30 mA : U = 220 × 0,030 = 6,6 V.
• Un résistor de 1,5 kΩ est soumis à 9,0 V : I = U / R = 9,0 / 1500 = 0,006 A = 6 mA.
Dans U = R.I, l'intensité doit être en ampères et la résistance en ohms : convertissez d'abord les mA en A et les kΩ en Ω. De la loi d'Ohm on tire aussi R = U / I et I = U / R.
Sous la même tension, plus la résistance est grande, plus l'intensité est faible : le résistor « résiste » davantage au passage du courant. Sur une caractéristique U = f(I), la droite est d'autant plus pentue que R est grande.
III. Déterminer la résistance d'un résistor
• Par le calcul : on mesure U et I, puis R = U / I (ou on calcule la pente de la caractéristique).
• À l'ohmmètre (multimètre en position Ω) : on branche le résistor entre les bornes COM et VΩ, et on lit directement R. Le résistor doit être débranché du circuit.
• Avec le code des couleurs : la valeur est indiquée par des anneaux colorés.
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