Loi d’ohm Electricité

, par  Antonin Urner, David Optyker, Théo Cormon , popularité : 1%

Ce laboratoire vise à étudier la loi d’Ohm à partir de mesures expérimentales.

Loi d’Ohm

OBJECTIFS

  1. Déterminer la relation mathématique entre intensité du courant, différence de potentiel et résistance dans un circuit simple.
  2. Comparer le comportement d’une résistance à celui d’une ampoule électrique.

MATERIEL UTILISE POUR L’EXPERIENCE

- WINDOWS PC
- LABPRO OU UNIVERSAL LAB INTERFACE
- LOGGER PRO
- VERNIER CURRENT & VOLTAGE PROBE SYSTEM
- GENERATEUR CONTINU 5-VOLT VARIABLE
- FILS
- PINCES CROCODILE
- INTERRUPTEUR
- DEUX RESISTANCES (ENVIRON 10 ET 47 \Omega)
- AMPOULE (6.3 V)

Schéma du laboratoire

PROCEDURE

Nous avons suivi point par point le protocole.

QUESTIONS PREALABLES

Faites vérifier votre circuit par votre enseignant(e) avant de continuer. Réglez la tension à 0 V sur le générateur puis allumez-le. Montez lentement la tension à 5 V.Suivez l’évolution du courant dans la fenêtre Meter de Logger Pro et décrivez ce qui se passe pour le courant quand on modifie la différence de potentiel aux bornes de la résistance. Si la tension double, que se passe-t-il pour le courant ? Quelle est d’après vous la relation entre la tension et le courant ?

  • Nous avons remarquer qu’avec ce montage quand la tension double le courant double aussi.
  • Nous pouvons en déduire que le courant est égal à la tension multipliée par la résistance dans le courant.

TABLEAU DES DONNEES

ANALYSE

1.Quand on augmente la différence de potentiel, le courant à travers la résistance augmente. Si l’intensité du courant est proportionnelle à la tension, les données devraient être alignées sur une droite passant par l’origine. Dans ces deux exemples, l’ordonnée à l’origine est-elle proche de zéro ? Y a-t-il une relation proportionnelle entre tension et courant ? Si oui, écrivez l’équation pour chaque expérience, sous la forme tension =
constante * courant, avec une valeur numérique pour la constante.

- Oui, à quelque millièmes près
- Pour la 1ère mesure nous avons que U= 10,40*I et la deuxième U=46.97*I

2.Comparez la constante dans chacune des équations ci-dessus aux valeurs des deux résistances.

- On remarque que dans les deux équations la constante correspond à la valeur de la résistance.

3.La résistance, R, est définie par R = V/I où V est la différence de potentiel entre les bornes d’une résistance, et I est l’intensité du courant. R est mesurée en ohms (\Omega), où 1 (oméga) = 1 V/A. La constante que vous avez déterminée dans chaque équation devrait être similaire à la valeur d’une des résistances. Toutefois, les résistances sont fabriquées avec une tolérance qui est généralement 5 % ou 10 %. Demandez à votre enseignant(e) quelle est la tolérance des résistances que vous avez employées. Calculez la marge admise pour chaque résistance. Les constantes se trouvent-elles dans ces marges de tolérance ?

- Pour le premier resistore de 10 \Omega, la valeur que nous avons obtenus avec nos calcules est de 10,40 \Omega se qui nous fait une différence de 4%. Pour le deuxième de 47 \Omega, nous avons obtenue 46.97 \Omega et don une différence de 0,06%. Les valeurs que nous avons obtenues respect donc le seuil de tolérance.

- Calculs :

  1. 0.40*100/10 = 4
  2. 0.03*100/47 = 0.06

4.Vos résistances suivent-elles la loi d’Ohm ? Fondez votre réponse sur les données que vous avez mesurées.

- Oui nos résistances respectent bien la lois d’ohm, on peut le voir avec le graphique ci-dessus (les points calculé avec la résistance de 10 \Omega sont en bleu et ceux avec la résistance de 47 \Omega en rouge.) . les points obtenus expérimentalement étant alignés sur une droite, la loi d’ohm est respectée et on constate que la résistance R correspond a la pente de la droite.

5.Décrivez ce qui se produit pour le courant lorsqu’on fait varier la tension aux bornes de l’ampoule. La variation est-elle linéaire ? Comme la pente de la droite de régression est une mesure de la résistance, décrivez l’évolution de la résistance lorsque la tension augmente. Une ampoule devenant plus lumineuse lorsqu’elle devient plus chaude, comment la résistance varie-t-elle avec la température ?

- On constate que pour les premières valeurs, les points forment une légère courbe alors que les suivants sont plus ou moins alignées sur une droite. On peut donc en déduire que lorsque le filament n’est pas encore à sa température maximale il oppose une résistance plus grande que lorsqu’il est chaud (T° constante), il laisse ainsi passer moins de courant. La petite courbure du début s’explique donc par la variation de température du filament de l’ampoule.

6.Votre ampoule suit-elle la loi d’Ohm ? Fondez votre réponse sur les données que vous avez mesurées.

- L’ampoule suit la loi d’ohm mais uniquement lorsque la résistance opposée au courant par le filament devient constante. C’est à dire lorsque la température du filament devient constante.