Exemples de questions portant sur la résistance ohmique et non ohmique
Pendahuluan
La résistance dans les circuits électriques est un concept fondamental essentiel à la compréhension de l'électrotechnique et de l'électronique. Elle détermine l'intensité du courant traversant un composant lorsqu'une tension lui est appliquée. On distingue deux principaux types de résistance en physique : la résistance ohmique et la résistance non ohmique. Cet article propose une explication détaillée de ces deux types de résistance, ainsi que plusieurs exemples et discussions pour approfondir votre compréhension.
Résistance ohmique
La résistance ohmique est une résistance qui obéit à la loi d'Ohm, laquelle stipule que le courant traversant un conducteur entre deux points est directement proportionnel à la tension entre ces deux points. Mathématiquement, cette loi s'écrit :
« mathématiques
V = IR
“`
Dimana :
– V représente la tension (en volts).
– I est le courant (ampère)
– R représente la résistance (Ohm)
Les composants présentant une résistance ohmique ont généralement un graphique de la relation entre le courant et la tension sous la forme d'une ligne droite.
Exemples de questions sur la résistance ohmique
Question 1 : Une résistance de 10 ohms est connectée à une tension de 5 volts. Calculez le courant qui la traverse.
Discussion :
Utilisation de la loi d'Ohm :
\[ V = IR \]
C'est connu:
– V = 5 volts
– R = 10 Ohm
Donc:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{5}{10} = 0,5 \, \text{Ampère} \]
Le courant traversant la résistance est donc de 0,5 ampères.
Exemple de question 2 : Résistance ohmique dans les circuits parallèles
Question 2 : Deux résistances, l’une de 4 ohms et l’autre de 6 ohms, sont branchées en parallèle et connectées à une source de tension de 12 volts. Calculez l’intensité totale du courant qui circule dans le circuit.
Discussion :
Dans un circuit parallèle, la tension aux bornes de chaque résistance est la même :
– V = 12 volts
Pour obtenir le courant total, il faut d'abord calculer le courant dans chaque résistance à l'aide de la loi d'Ohm, puis les additionner.
1. Courant dans la résistance de 4 ohms :
\[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12}{4} = 3 \, \text{Ampère} \]
2. Courant dans la résistance de 6 ohms :
\[ I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12}{6} = 2 \, \text{Ampère} \]
Le courant total dans le circuit est :
\[ I_{total} = I_1 + I_2 = 3 + 2 = 5 \, \text{Ampère} \]
L'intensité totale du courant circulant dans le circuit est donc de 5 ampères.
Résistance non ohmique
La résistance non ohmique est une résistance qui ne suit pas la loi d'Ohm. Dans les composants présentant une résistance non ohmique, la relation entre la tension et le courant est non linéaire et peut dépendre de plusieurs autres facteurs tels que la température, la fréquence ou le champ électrique. Les lampes à incandescence, les diodes et les transistors en sont des exemples.
Exemples de questions sur la résistance non ohmique
Question 3 : Une diode idéale est connectée à une tension directe de 0.7 volt. Si l’on considère que la résistance de la diode idéale est très faible, quelle sera l’intensité du courant qui circulera lorsque cette tension sera appliquée ?
Discussion :
Dans une diode idéale, polarisée en direct, le courant circule avec une résistance quasi nulle. L'intensité du courant est donc déterminée par sa résistance. Dans le cas idéal, cette résistance est si faible que le courant est uniquement limité par la capacité de la source de tension.
Du fait de son comportement idéal, la diode peut présenter un courant très élevé, proche de la capacité de la source de tension et du circuit associé. Cependant, en pratique, la résistance des autres circuits et les limites de capacité de la source de tension déterminent plus fidèlement le courant réel.
Si une source de tension peut fournir un courant illimité, on peut supposer que le courant qui circule est très important, mais en réalité, cette hypothèse est moins raisonnable sans déterminer la limite de courant en fonction de la capacité de la source.
Exemple de question 4 : Résistance non ohmique dans les lampes à incandescence
Question 4 : Une lampe à incandescence présente des propriétés non ohmiques, une tension nominale de 220 volts et une puissance consommée de 100 watts. Calculez la résistance de la lampe lorsqu’elle est allumée, en fonction de sa puissance et de sa tension nominales.
Discussion :
C'est connu:
– V = 220 volts
– P = 100 watts
En utilisant la formule de la puissance électrique,
[ P = VI ]
Donc le courant qui circule :
\[ I = \frac{P}{V} = \frac{100}{220} \approx 0.455 \, \text{Ampère} \]
Ensuite, en utilisant la loi d'Ohm,
\[ R = \frac{V}{I} = \frac{220}{0.455} \approx 484 \, \text{Ohm} \]
Ainsi, la résistance d'une lampe à incandescence allumée avec sa puissance et sa tension nominales est d'environ 484 ohms.
conclusion
Comprendre la différence entre résistance ohmique et non ohmique est essentiel en analyse de circuits électriques. La résistance ohmique obéit à la loi d'Ohm, avec une relation linéaire entre la tension et le courant, tandis que la résistance non ohmique est non linéaire et peut être influencée par divers facteurs. Grâce aux exemples et explications présentés précédemment, nous comprenons mieux le fonctionnement de ces deux types de résistance et comment calculer le courant, la tension et la résistance dans un circuit électrique.
La connaissance de la résistance ohmique et non ohmique est très utile, notamment pour ceux qui travaillent dans le domaine du génie électrique ou électronique, car elle permet de concevoir et d'analyser les circuits de manière plus efficace.
