Applications de la loi d'Ohm

M. VERHILLE — Physique-Chimie · 4ème

Source : ../sources/ch10-applications-ohm/4C10-applications-loi-ohm.pdf

Objectifs et competences

Repères du programme de cycle 4 (BO 2020) :

Utiliser la loi d'Ohm dans des situations concretes
Calculer une puissance electrique (P = U × I)

Competences du socle :

D1.3 : Utiliser les langages scientifiques (calculs, conversions)
D4 : Systemes naturels et techniques

A la fin de ce chapitre, l'eleve sait :

Appliquer U=RI a des situations concretes (élément chauffant, conducteur ohmique, bouilloire)
Convertir mA ↔ A sans erreur
Calculer la puissance P = U × I

Tableau des grandeurs électriques

Grandeur	Lettre	Unité	Appareil de mesure	Branchement
Tension	U	Volt (V)	Voltmètre	En dérivation
Résistance	R	Ohm (Ω)	Ohmmètre	Hors circuit
Intensité	I	Ampère (A)	Ampèremètre	En série

Loi d'Ohm — Rappel

U = R \times I \quad \Rightarrow \quad R = \frac{U}{I} \quad \Rightarrow \quad I = \frac{U}{R}

Exercices d'application

Exercice 1 — Élément chauffant résistif

Un élément chauffant est modélisé par un conducteur ohmique, sous U = 230 V et traversé par I = 5 A.
R = U ÷ I = 230 ÷ 5 = 46 Ω. L’appareil entier (moteur et électronique compris) n’est pas assimilé à un résistor.

Exercice 2 — Conducteur ohmique en courant continu

U = 5 V ; I = 250 mA = 0,25 A.
R = 5 ÷ 0,25 = 20 Ω. Cette situation ne modélise pas le comportement complet d’un smartphone.

Exercice 3 — Bouilloire résistive (modèle)

R = 115 Ω ; I = 2 A.
U = 115 × 2 = 230 V.

Exercice 4 — Exercice adapté autonome

Un conducteur ohmique de 35 Ω est traversé par 220 mA = 0,22 A.
U = 35 × 0,22 = 7,7 V.
Ces données définissent cet exercice ; aucune valeur n’est à déduire d’une photographie.

Piège classique : conversion mA ↔ A

Valeur	Conversion
250 mA	0,25 A
80 mA	0,08 A
0,057 A	57 mA
9521 mA	9,521 A
3,9 A	3900 mA

Puissance électrique (bonus)

P = U \times I \quad \text{(en watts, W)}

Cette relation est utilisée ici en courant continu, ou pour un récepteur résistif du secteur avec les valeurs efficaces de U et I. Elle ne s’applique pas ainsi à tout appareil alternatif comportant moteur ou électronique.

Exemples :

Élément chauffant résistif : P = 230 × 5 = 1150 W
Fer à repasser (R=23Ω) : I = 230÷23 = 10A → P = 2300 W

Erreurs frequentes a eviter

Oublier les unites dans les calculs : toujours ecrire les unites a chaque etape. U en volts (V), I en amperes (A), R en ohms (Ω). Un resultat sans unite n'a pas de sens
Confondre puissance et resistance : la puissance P (en watts) mesure l'energie consommee par seconde. La resistance R (en ohms) mesure l'opposition au courant. P = U × I, pas P = R
Appliquer la loi d'Ohm a un composant non-ohmique (LED, diode) : la loi U = R × I ne s'applique qu'aux conducteurs ohmiques (resistances). Une LED ou une diode n'ont pas une resistance constante

Differenciation

Remediation : reprendre les exercices du cours (élément chauffant, conducteur ohmique, bouilloire) en detaillant chaque etape : donnees, conversion, formule, calcul, resultat avec unite
Approfondissement : calculer le cout electrique mensuel d'appareils domestiques en combinant P = U × I et E = P × t, puis comparer avec une facture EDF reelle

Ressources liees

H5P : ../sources/ch10-applications-ohm/physique-chimie-4eme-ch10-applications-loi-ohm.h5p
PDF : ../sources/ch10-applications-ohm/4C10-applications-loi-ohm.pdf
Les exercices adaptés ci-dessus sont autonomes : utiliser leurs données écrites.

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QCMs associes

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