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R1 R

2 R

3

U₂

U₁ U₃

U_AB

A B

I

crsa_f1_résistance.odt Marie Pierrot – Lycée du Rempart 08/09/14

LES RESISTANCES

1. Généralités.

C'est la propriété d'un matériau à limiter le passage d'un courant électrique. Elle est souvent désignée par la lettre R et son unité de mesure est l'ohm (symbole : ). Ω

1.1. Loi d'Ohm

1.2. Effet Joule

La résistance est aussi responsable d'une dissipation d'énergie sous forme de chaleur. Cette propriété porte le nom d'effet Joule. Cette production de chaleur est parfois un effet souhaité (résistances de chauffage), parfois un effet néfaste (pertes Joule).

La puissance dissipée par effet Joule est : PJ = R.I² elle s'exprime en Watt (W)

PJ : La puissance, en watt, dissipé par effet Joule par un courant continu I : l'intensité du courant, en ampères (A), traversant la résistance R : la résistance, en ohms (Ω).

La résistance a ceci de particulier que c'est une des rares caractéristiques physiques dont la plage de valeurs va pratiquement de 0 (supraconducteurs) à ∞ (isolants parfaits).

On définie également la conductance G qui est l'inverse de la résistance :

C'est la propriété de faciliter le passage du courant, elle s'exprime en Siemens (S)

2. Association de resistances

2.1. Association en série.

Des dipôles sont associés en série s'ils sont

traversés par le même courant.

Règle : La résistance équivalente à un dipôle constitué de n résistances en série est la somme de toutes les résistances.

Rmq:

- Si toutes les résistances sont identiques et égales à R alors Req = n × R

- En série, la résistance équivalente est supérieure ou égale à la plus grande des résistances associées.

- L'association en série augmente la résistance équivalente.

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Req = R1 + R2 + ... + Rn

R_{E Q}

U_{A B}

A B

⇔

I

I (A)

U (V)

G=1 R

(2)

E R₁

R₂ U

M A

2.2. Association dérivation : Des dipôles sont associés en dérivation s'ils ont la même

différence de potentiel à leurs bornes, donc si leurs bornes sont communes.

Règle : Un dipôle constitué de n résistances en dérivation a une conductance équivalente qui est la somme des de toutes les conductance :

GEQ = G1 + G2 + … + G3 ou

Rmq: - Si toutes les résistances sont identiques et égales à R alors R^EQ= R /n

- En dérivation, la résistance équivalente est inférieure ou égale à la plus petite des résistances associées.

- L'association en dérivation diminue la résistance équivalente.

Exercice d'application II-1

Dans le cas de l’association en série de trois résistances: R¹ = 4 k ; R² = 6 k ; R³ = 12 k : 1) Calculer la résistance équivalente.

2) Calculer l’intensité du courant commun aux trois résistances sachant que la tension aux bornes de l'ensemble est : U = 11 V.

3) Calculer la tension aux bornes de chacune des trois résistances.

Exercice d'application II-2

Dans le cas de l’association en parallèle de trois résistances: R¹ = 4 k ; R² = 6 k ; R³ = 12 k  :

1) Calculer la conductance équivalente et en déduire la résistance équivalente.

2) Calculer la tension commune appliquée aux trois résistances sachant que l'intensité du courant traversant le groupement est I = 0,5 mA.

3) Calculer l’intensité du courant traversant chacune des trois résistances.

3. Diviseurs de tension

Exercices III-3 (quelques gammes…)

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E

R

U=f(E) ? E

R

2R

3R

U=f(E) ? 100 Ω

12

V 330 Ω

50 Ω

U ?

R α R U=f(E) ? E

R₁

R2

R₃ I₁

I₂

I₃ I

U_{A B}

A B

R_{E Q}

U_{A B}

A B

⇔

I

1 R_EQ=1

R₁+1 R₂+...+1

R_n

U= R2

R₁+R₂×E

(3)

4. Comportement d'une résistance en régime sinusoïdal

Entre les valeurs instantanées du courant et de la tension on a la relation: u = R i si i=I



^{2 sin}ω^t alors u=RI



^{2 sin}



ωt



avec U=RI

Exercice d'application n°IV-1 : Déterminer le déphasage entre u et i et le module de l'impédance Z = U / I En déduire la valeur de la résistance.

Les caractéristiques du résistor linéaire sont: Z = R et  = 0 rad

Impédance complexe: On peut écrire U = R.I entre les grandeurs complexes associées.

→ L'impédance complexe d'une résistance est réelle :

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Tension u :

Amplitude 4,23 Volt

Valeur efficace 2,99 Volt Phase à l'origine 0 degrés

Fréquence 100 Hertz

intensité i

Amplitude 9 mA

Valeur efficace 6,36 mA Phase à l'origine 0 degrés

Fréquence 100 Hertz

On en déduit :

x y

Vecteur 1 2,99 0

Vecteur 2 6,36 0

Caractéristique de l'impédance

Déphasage 0 degrès

Module 470 ohms

2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

u(t) (V) i(t) (mA)

temps en millisecondes 7 6 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 6 7

7

6

5

4

3

2

1 0 1 2 3 4 5 6 7

ZR = R