ETUDE DE LA CARACTERISTIQUE DU DIPÔLE OHMIQUE : LOI D OHM UTILISATION D UN TABLEUR

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1 Nom : Prénom : Classe : Date : Fiche élève 1/ 6 Physique Chimie ETUDE DE LA CARACTERISTIQUE DU DIPÔLE OHMIQUE : LOI D OHM UTILISATION D UN TABLEUR Objectifs : - Établir la loi d Ohm à l aide d un tableur-grapheur - Appliquer cette loi à la recherche de l intensité traversant un dipôle ohmique, la tension à ses bornes étant connue ou inversement. ACTIVITÉ 1 : Mesures de tension et d intensité du courant électrique pour une «résistance» Le fonctionnement d un dipôle est régi par deux grandeurs électriques : la tension électrique U appliquée à ses bornes et l intensité I du courant électrique qui le traverse. Il s agit ici de rechercher la relation qui peut exister entre ces deux grandeurs dans le cas d une «résistance». a. Le schéma du circuit électrique La «résistance» est connectée à un générateur de tension continue variable. Des mesures de tensions et d intensités de courant doivent être effectuées dans ce circuit. Après avoir répondu aux questions, représenter dans le cadre ci-dessous le schéma de ce circuit avec les appareils de mesures nécessaires correctement placés 3 ) Quel est le nom de l appareil permettant de mesurer une intensité de courant?. 4 ) Combien de ces appareils sont nécessaires dans le circuit ci-dessus pour y mesurer l intensité du courant? Expliquer.... b. Le montage: Réaliser le circuit avec les appareils de mesures réglés et appeler le professeur pour vérification. c. Les mesures : 1 ) Quel est le nom de l appareil permettant de mesurer une tension?.. 2 ) Afin de mesurer la tension aux bornes de la «résistance», où doit être placé cet appareil? Choisir, parmi les propositions ci-dessous, la bonne réponse et justifier : aux bornes du générateur, aux bornes de la «résistance» ou cela n a pas d importance?.... Faire varier la tension délivrée par le générateur en essayant d adapter la tension U aux bornes de la «résistance» aux valeurs du tableau ci-dessous. Mesurer l intensité I du courant électrique traversant alors la «résistance». PIERRON 2007 La loi d Ohm avec un tableur (page 1)

2 Fiche élève 2/ 6 Noter les valeurs dans le tableau avec les unités demandées : U en volts 0,0 V 1,0 V 1,5 V 2,0 V 3,0 V 4,0 V 4,5 V 5,0 I en ma..... I en A.... On utilise maintenant le tableur pour obtenir le graphe U = f(i) à partir des mesures effectuées. ACTIVITÉ 2 : Utilisation du tableur - grapheur a. Création du tableau de mesures dans Excel 1) 2) 3) PIERRON 2007 La loi d Ohm avec un tableur (page 2)

3 b. Utilisation de l assistant graphique Fiche élève 3/ 6 1) 2) 3) PIERRON 2007 La loi d Ohm avec un tableur (page 3)

4 Fiche élève 4/ 6 4) c. Récupération du graphique PIERRON 2007 La loi d Ohm avec un tableur (page 4)

5 Fiche élève 5/ 6 PIERRON 2007 La loi d Ohm avec un tableur (page 5)

6 Fiche élève 6/ 6 ACTIVITÉ 3 : Analyse du graphique, l outil mathématique : 1 ) Décrire le graphique... 2 ) Parmi les graphiques présentés ci-dessous et leur interprétation mathématique, entoure celui qui correspond à la situation étudiée : Compléter : y = ax + b y = ax y = ax² Toutefois dans notre étude, les axes ont été identifiés : y correspond à x correspond à C est ainsi que dans le cas du dipôle étudié la relation entre U et I peut s écrire: Où «a» est en mathématique le coefficient de proportionnalité (ou la pente). Dans notre étude «a» représente la résistance du dipôle ohmique, c est-à-dire l aptitude qu il possède à s opposer au passage du courant. Cette résistance est notée R et se mesure en ohms (symbole : Ω) Un dipôle est appelé «dipôle ohmique» si sa caractéristique U = f (I) s interprète par la relation U = R.I dans laquelle R est la résistance constante du dipôle Dans le cas présent, la «résistance» étudiée se comporte donc comme un dipôle ohmique. Conclusion : La relation entre U et I pour un dipôle ohmique s écrit :.. où U est la tension aux bornes du dipôle ohmique exprimée en volts, R est la résistance de ce dipôle en ohms et I est l intensité du courant électrique qui le traverse, en ampères. Cette relation porte le nom de loi d Ohm. Elle s exprime comme suit : (rédigez) I U R EXERCICES D APPLICATION : Dans un circuit, nous souhaitons qu un dipôle ohmique de résistance de 220 Ω soit parcouru par un courant d intensité 0, 05 A. Calculer la tension qui doit s établir aux bornes de ce dipôle. Un grille - pain est soumis à la tension de la prise électrique, c est-àdire 230 V et le dipôle qui lui permet de produire de la chaleur a une résistance de 60 Ω. Quelle est l intensité du courant qui va traverser cet appareil lorsqu il va fonctionner? PIERRON 2007 La loi d Ohm avec un tableur (page 6)

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