La loi d’Ohm en physique

Avez-vous déjà remarqué que pour faire briller une ampoule plus fort, il faut parfois changer de pile ? Ou que certains appareils chauffent plus que d'autres ? Tout cela est régi par une règle fondamentale en électricité : la loi d’Ohm. Que vous soyez au collège ou au lycée, comprendre ce concept est la clé pour maîtriser les circuits électriques. Explorons ensemble ce pilier de la physique de manière simple et concrète dans ce cours de physique.

Qu’est-ce que la loi d’Ohm ?

La loi d’Ohm est une formule mathématique utilisée pour calculer la relation entre la tension, le courant et la résistance dans un circuit électrique. Elle a été nommée ainsi en l'honneur du physicien allemand Georg Simon Ohm qui, en 1827, a démontré que le courant traversant un conducteur est proportionnel à la tension appliquée à ses bornes.

Prenez des cours particuliers de physique en ligne

Pour faire une analogie simple : imaginez de l'eau circulant dans un tuyau.

• La tension est la pression de l'eau.

• Le courant est le débit de l'eau.

• La résistance est la taille du tuyau (un tuyau étroit offre plus de résistance).

Quelle formule mathématique traduit la loi d’Ohm ?

En physique, la loi d’Ohm s’exprime par l’équation suivante :

Voici la signification de chaque terme et son unité de mesure :

1. U (Tension) : Exprimée en Volts (V). C'est la différence de potentiel électrique.

2. R (Résistance) : Exprimée en Ohms (Ω). C'est la capacité d'un composant à s'opposer au passage du courant.

3. I (Intensité) : Exprimée en Ampères (A). C'est le flux d'électrons qui circule dans le circuit.

Tableau de la loi d’Ohm

Pour vous aider à mémoriser les relations entre ces trois grandeurs, voici un tableau récapitulatif :

Comment utiliser la loi d’Ohm en physique ?

L'avantage de cette formule est qu'elle est "flexible". Si vous connaissez deux des trois valeurs, vous pouvez facilement trouver la troisième en manipulant l'équation

Calculer la tension avec la loi d’Ohm

Si vous connaissez la résistance d'un composant et l'intensité qui le traverse, utilisez la formule de base :

Exemple : Un radiateur de 50Ω traversé par 4A nécessite une tension de 200V.

Article connexe +60 Idées de sujets pour le Grand Oral de Physique-Chimie

Points clés à retenir pour le Grand Oral de Physique-Chimie : 📌 Choisissez un sujet pertinent pour le Grand Oral : Il est crucial de sélectionner un sujet qui vous passionne et que vous maîtrisez...

Calculer l’intensité avec la loi d’Ohm

Pour trouver le courant électrique circulant dans un circuit, on divise la tension par la résistance :

Exemple : Une lampe branchée sur une pile de 9V avec une résistance de 10Ω laisse passer 0,9 A.

Calculer la résistance avec la loi d’Ohm

Si vous voulez savoir à quel point un composant freine le courant, divisez la tension par l'intensité :

Exemples concrets d’application de la loi d’Ohm dans le quotidien

La loi d’Ohm n’est pas qu’une théorie sur papier, elle est partout autour de nous :

• Le chargeur de votre téléphone : Il transforme la tension électrique du secteur pour fournir l'intensité exacte dont votre batterie a besoin sans l'endommager.

• Les plaques de cuisson électriques : Elles utilisent des résistances. En faisant passer un courant fort dans une grande résistance, l'énergie électrique se transforme en chaleur (c'est l'effet Joule, directement lié à la loi d'Ohm).

• Le variateur de lumière : En tournant le bouton, vous augmentez la résistance du circuit, ce qui diminue l'intensité du courant, et donc la luminosité de l'ampoule.

Erreurs fréquentes à éviter

• Oublier les conversions : C'est l'erreur numéro 1 ! Si l'intensité est en milliampères (mA), vous devez impérativement la convertir en Ampères (A) avant de faire le calcul (100mA = 0,1A).

• Confondre U et I : Rappelez-vous que la tension (U) est "poussée" par la source (pile, prise), tandis que l'intensité (I) est ce qui "coule" réellement.

• Appliquer la loi à des composants non-ohmiques : Attention, la loi d'Ohm U=RI ne s'applique qu'aux "conducteurs ohmiques" (comme les résistances). Elle ne fonctionne pas de la même manière pour les LED ou les moteurs en mouvement.

Trouvez des cours particuliers de physique

Exercices simples sur la loi d’Ohm

Testez vos connaissances avec ces deux petits défis (réponses en fin de section) :

1. Défi Tension : Un petit moteur électrique a une résistance de 12Ω .On mesure un courant de 0,5A. Quelle est la tension aux bornes du moteur ?

2. Défi Intensité : Une ampoule de lampe de poche a une résistance de 30Ω. Elle est branchée sur une pile de 4,5V. Quel courant circule dans l'ampoule ?

(Réponses : 1. 6V | 2. 0,15A )

Questions fréquentes sur la loi d’Ohm