L’essentiel
La résistance électrique, notée R, mesure la capacité d’un dipôle à s’opposer au passage du courant. Elle s’exprime en ohms (Ω). Pour un conducteur ohmique, la loi d’Ohm s’écrit U = R × I, avec U en volts et I en ampères. À tension égale, plus R est grande, plus l’intensité est faible.
Qu’est-ce qu’une résistance électrique ?
Le mot désigne deux choses : une grandeur, notée R, et un composant, le conducteur ohmique, appelé couramment résistance. Sur un schéma, il se représente par un rectangle.
Ajouter une résistance en série dans un circuit diminue l’intensité du courant. Elle sert par exemple à protéger une DEL.
La loi d’Ohm
U = R × I, soit R = U / I et I = U / R. U en volts (V), I en ampères (A), R en ohms (Ω).
- R = 100 Ω et I = 0,050 A : U = 100 × 0,050 = 5,0 V.
- U = 6,0 V et I = 0,020 A : R = 6,0 ÷ 0,020 = 300 Ω.
- U = 12 V et R = 240 Ω : I = 12 ÷ 240 = 0,050 A, soit 50 mA.
Astuce : L’intensité doit être en ampères. 20 mA font 0,020 A : l’oubli de cette conversion est l’erreur la plus fréquente.
La caractéristique d’un conducteur ohmique
On mesure U et I pour plusieurs réglages du générateur, puis on trace U en fonction de I. Pour un conducteur ohmique, on obtient une droite qui passe par l’origine : U et I sont proportionnelles. Le coefficient directeur de cette droite est R.
Une lampe ne suit pas cette loi : sa résistance augmente quand le filament chauffe. Sa caractéristique est une courbe, et non une droite.
Le code couleur des résistances
Sur le composant, des anneaux de couleur indiquent la valeur. Pour une résistance à 4 anneaux : le 1er et le 2e donnent deux chiffres, le 3e le multiplicateur, le 4e la tolérance.
- Tolérance : or ±5 %, argent ±10 %, rouge ±2 %, marron ±1 %.
| Couleur | Chiffre | Multiplicateur |
|---|---|---|
| Noir | 0 | × 1 |
| Marron | 1 | × 10 |
| Rouge | 2 | × 100 |
| Orange | 3 | × 1 000 |
| Jaune | 4 | × 10 000 |
| Vert | 5 | × 100 000 |
| Bleu | 6 | × 1 000 000 |
| Violet | 7 | × 10⁷ |
| Gris | 8 | × 10⁸ |
| Blanc | 9 | × 10⁹ |
- Jaune, violet, rouge, or : 47 × 100 = 4 700 Ω, avec une tolérance de ±5 %.
- Marron, noir, orange, or : 10 × 1 000 = 10 000 Ω, soit 10 kΩ.
- Rouge, rouge, marron, or : 22 × 10 = 220 Ω.
Associer des résistances
En série : R = R₁ + R₂. En dérivation : 1/R = 1/R₁ + 1/R₂.
- 100 Ω et 220 Ω en série : R = 320 Ω.
- Deux résistances de 100 Ω en dérivation : 1/R = 1/100 + 1/100 = 2/100, donc R = 50 Ω.
Effet Joule et capteurs
Une résistance traversée par un courant chauffe : c’est l’effet Joule. Il est recherché dans un radiateur ou une bouilloire, et il constitue une perte d’énergie dans une ligne électrique. Sa puissance vaut P = R × I².
Certains composants ont une résistance qui varie selon leur environnement. Une thermistance réagit à la température, une photorésistance à la lumière. Ils servent de capteurs.
Les erreurs à éviter
R = 6 ÷ 20 avec I = 20 mA R = 6 ÷ 0,020 = 300 Ω
Dans la loi d’Ohm, I doit être en ampères.
U = R / I U = R × I
Plus la résistance et l’intensité sont grandes, plus la tension est grande.
La loi d’Ohm s’applique à tous les dipôles Elle s’applique aux conducteurs ohmiques
Une lampe ou une DEL n’ont pas une caractéristique en droite.
Exercices corrigés
1. Quelle est l’unité de la résistance électrique ?
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L’ohm. La résistance s’exprime en ohms, de symbole Ω.
2. U = 12 V et R = 100 Ω. Que vaut I ?
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0,12 A. I = U / R = 12 ÷ 100 = 0,12 A.
3. R = 220 Ω et I = 0,050 A. Que vaut U ?
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11 V. U = R × I = 220 × 0,050 = 11 V.
4. Quelle est la résistance équivalente de 100 Ω et 220 Ω en série ?
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320 Ω. En série, les résistances s’additionnent : 100 + 220 = 320 Ω.
5. Quelle est la valeur d’une résistance orange, orange, rouge, or ?
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3 300 Ω. Orange = 3, orange = 3, rouge = × 100 : 33 × 100 = 3 300 Ω.
6. La caractéristique d’un conducteur ohmique passe par le point U = 4,0 V, I = 20 mA. Que vaut R ?
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200 Ω. R = 4,0 ÷ 0,020 = 200 Ω. Il faut convertir 20 mA en 0,020 A.
Questions fréquentes
Comment mesurer une résistance ?
Avec un ohmmètre, le composant étant retiré du circuit. On peut aussi mesurer U et I et calculer R = U / I.
Quelle différence entre résistance et conducteur ohmique ?
Le conducteur ohmique est le composant. La résistance est la grandeur qui le caractérise, mais le mot désigne souvent aussi le composant.
Comment lire le code couleur d’une résistance ?
Place l’anneau de tolérance, souvent or ou argent, à droite. Lis les deux premiers anneaux comme des chiffres, puis multiplie par la valeur du troisième.