l. Courant électrique - Sens du courant

Leçon I

te courant électrique - Laloi d'Ohm

l. Courant électrique - Sens du courant

l.l.

Courant électrique

Dans la leçon de 4èt", noLts avons appris le courant électrique. De nombreuses expériences ont montré

que Ie courant électrique dalrs un cenducteur métallique est un

déplacement d'ensemble

d'électrons. Ce

tnouvernent d'ensemble est très lent,

à Ia

vitesse d,environ un

m_i I limètre par seRonde.

CLe

génératiu'i

_assure

la circul:rtion

rles électrons.

Iljoue.le

rôle d,une pompe qui

anireri.

les électrons par sa borne

*

et lcs rclbulerait vers la

born"ll.

Les électrons _se mettent

e.

rr()rr'cment _{dès la} fermeture clu circuit.

Une pile ordinaire contient dcs prt'.lttits chinriques qui se transforment au fur et à mesure cje sr;n fbnctionnement.

Après

Lrh

ùenair

ter]rps

de

fonôtionnement, des

produits

chinriqucs sont transfortnés. La pile rrsée ne _L)ct-rt i)lrrs prodpire cle courant électrique.

rement aux piles, lcs accurnulatertrs sont des généçateurs rechargeables. _Lorsc.Ir

.ils

Lts le cottrant, on les rccllarge avcc un chargeur. C'est le cas des batteries montuics slirrre

les' atltonrobiles-

[-c

^plLrs sottvent. ces batteries

qui .o-poa.n,

,x-o..,,nrrlateLri-s associés en sLirie ont une tensiiln n\)nlinale de l2V.

IJn

courrr't

étcctrique est caractérisé

pa^n, i"i;i"tié

i.2.

Serts tiu courant éiectrirlue :

Gctivité

1 : Cornment déterrnine-t-on le sens clu courant ?

-

Brancher un inoteur électrique _{dans un} circuit comportant r pile

-

Observer le sens de rotation drr moteur

; un

sens

Le moteur tourne dans l,autre sens

Dans

I'activité I'

nolls avons montré que

le

sens de rotation de moteur s,inverse

si

on permute les branchements aux bornes du générateur.

Le rtotettr

tourne dans un sens

ou

dans

llautrc

suivant

le

sens dans lequel

le

coura't électrique Ie traverse.

Le sens du

courant

électrique est donc déterminé par le sens de branchement des bornes du générateur' C'est Ia raison pour laquelle les bomes du générateur sont repérées par le signe + et -.

\I

I

*

Le moteur tourne dans un sens

i:

' ;:

É,:

r

Le corirant électrique a été découvert historiquement avant d'en connaître sa;hature.

i

^'

o

Les physiciens ont dû choisir

arbitrairement

_{un sens.} C'est André Marie Ainpère (1775-

1836) qui a fait ce choix.

:'

o Par convention, Ie courant électrique circule de la borne

+

vers Ia bornc

_;

_à l,extérieui du circuit élcctrique, c'est-à-dire à I'extérieur du génénrrcur-

I

Le courant électrique

produit

par une pile,

circulc

t.l:rns un sens bien déterminé.

rl

sort par

la

borne

*

et rentre par la borne -.

cc

courant est appelé courant continu.

- Dans un

circuit

électrique, le sens conventionnel rlu courant

vl

tle la borne positive vers la borne négative du générateur.

Le sens du courant est représenté par une flèchè sur lc schéma d,un circuit.

l

scns J.u courilnl

sens des élcctr()ns

Activité _{2 :} Utilise une diode

-

Réaliser le montage O- Obsérver l'éclat de la lamoe

-

Inverser les branchements aux bornes clLr générateirr. Observer I'éclat de la lampe

-

Réaliser le tnontage _{@ en} insérant u-ng diode dans le circuit précédent. Observer l,éclat cle la tamoe

-

lnverser les branchements aux bornes du générater-rr. Observer I'éclat de la lampe.

Obsen'ations :

'

^La lampe du montage

o

éclaire de Ia même façon quel que soit le sens du courant qui la traverse.

'

Dans le montage @, lorsque la lampe éclaire, la diode laisse passer le courant _; on dit qu,elle est passante.

-T-'orsque

la

larnpe est éteinte, la diode ne laisse pas passer

le

courant

;

^on

dit

qu,elle est trloq uée.

i-

Une diode ne laisse passer re courant que dans un seur s"ns.

ce

seni correspond au sens de la flèche de son symbole.

Attention

!

une diode ne tloit jamais être branchée seule aux bornes d'une pile;elle serait détruite.

Relation intcnsité et fension

:

Activité ₃ : L'irrrensiré rJepend de la tension électrique

Réaliscr lc nrontage

O.

Observer l,éclat de Ia lanrpe

UèàtttlI

irrrensiË du courant par I,ampèremètre.

Mesurcr lil tcnsion par le voltmètre.

Fertrlcr lc

circuit'

observer l'éclat de la lampe. Noter l'indication cle l.arnpèremètre et dLr

voltrnùtrc.

Recornrncncer après avoir ajouté 1 pile, 2 piles.

Observations :

'

_augmente.

^La

latrlpe hr-ille rlavantage lorsqu'oir ajouie cies piies

car ia

tcrrsion entre ses bornes

' ,:ii:Ïi:"1:,;::.'"t

^{entre les deux} bornes du générateurérablir _un couranr étectrique _ctans

Le

cou'rrrt qui

ti-averse ra ranlpe est prus ou moins intensc scrurrr l:r r.alcur de cctte tcnsion.

t1

\3. Relation intensité et résistance

:

Activité ₄ : Relation intensité et résistance

-

Réaliser un

circuit

comportant un générateur de 4,5V, une lampe (schémao). _observer l'éclat de la larnpe

-

Ajouter dans le circuit un résistor en série (schéma@). observer l,éclat de la lampe.

C^ )" \r" )\

:

-

RêlÀirè le éirèLiit:sn'plaçant le résistor de l'autre côté de

la

larnpe (schéma@).ri.

l'éclat de la lampe

-:

.Reprendre le circuit précédent et ajouter un autre résistor. Observer l'éclat de:la lamp!

-

Dans chacun _{des cas,} mesurer I'intensité dans le circuit et la tension entre les bornes de la lampe.

Observ'ations :

.

Lorsqu'on ajoute un résistor dans

b

circuit, l'éclairage de la lampe diminue.

.

Lorsqu'on change de place le résisror. l'écrat de Ia lampe n,est pas modifié.

'

L'intensité dans le circuit est d'autant plus lirible que la résistance ajoutée est grande

'

La tension entre les bornes de la lampc diminue lorsque la résistance du circuit augmente.

- Un résistor n'a

pas de sens

de

trr:rnchement

et peut être

placé

en n'importe

quel point

d'un circuit

en série

-

Dans un

circuit

en série cornport:lnt une l:unpe,

il

diminue Ia luminosité de la lampe.

- L'rjout d'un résistor

dans

un circrrit

en séric climinue

à ta fois I'iutensité

dans le

circuit

et la tension entre les brlrrrcs rlcs:rutres récepteurs du

circuit

Observer

4. La loi d'Ohm

:

Énoncé de la loi d'Ohrn :

Le

courant électritlue d'intensité la tension U entre ses bornes.

1

tr:rrersant

un conducteur ohmique est proportionnel

---t I

U:RxI

^Uen 1en ampère

^volt

^(V)(A) R en Ohm

(Q)

Application numérique :

Exprimons cl'abord d'intensiié _{en ampère} I

:200mA :0,2A

Appliquons ensuite la

loi

d'Ohm :

U:RxI:18x0,2:3,6Y

Histoire':

Georg Simon Ohm (1789-1854)

Ce physicien allemand né à Erlangen et mod à Munich a découvert les lois fondamentales des courants et introduit les notions de quantité d'électricité et de force électromotrice.

En 1827,

ilérablit

la loi quiporte son nom (la

loid'Ohm).

i

I I

I

Quelle est la tension

U

aux bornes cl'rrnc résistance

R de lBC)

traversée

oar

un courant d'intensité I égale à 200mA ?