Physique-Chimie • Seconde

Grandeurs électriques de base
Intensité et tension dans un circuit électrique

Concepts & Exercices
\(U = R \times I\)
Loi d'Ohm
Intensité
\(I\) en ampère (A)
débit de charges électriques
Tension
\(U\) en volt (V)
différence de potentiel
Résistance
\(R\) en ohm (Ω)
opposition au courant
Intensité : Quantité de charges électriques qui traverse une section de conducteur par unité de temps. Se mesure en ampères (A).
🔋
Tension : Force qui pousse les charges électriques à circuler dans un circuit. Se mesure en volts (V).
🔌
Résistance : Opposition au passage du courant électrique. Se mesure en ohms (Ω).
🔍
Loi d'Ohm : La tension est proportionnelle à l'intensité et à la résistance : U = R × I.
💡
Conseil : L'intensité se mesure en série, la tension en parallèle
🔍
Attention : Ne jamais court-circuiter un générateur
Astuce : U = R × I, I = U/R, R = U/I
📋
Méthode : Toujours respecter les unités dans les calculs
🎓
Mémorisation : Intensité (A), Tension (V), Résistance (Ω)
Exercice 1
Calculer l'intensité dans un circuit où U = 12 V et R = 4 Ω
Exercice 2
Quelle est la tension aux bornes d'une résistance de 10 Ω traversée par un courant de 2 A ?
Exercice 3
Calculer la résistance d'un dipôle traversé par 0,5 A avec une tension de 9 V
Exercice 4
Quelle est l'unité de mesure de l'intensité électrique ?
Exercice 5
Quelle est l'unité de mesure de la tension électrique ?
Exercice 6
Un circuit est alimenté par une pile de 4,5 V. Si la résistance est de 15 Ω, quelle est l'intensité ?
Exercice 7
Une lampe de 60 W est branchée sur 230 V. Calculer l'intensité du courant.
Exercice 8
Comment mesure-t-on l'intensité dans un circuit électrique ?
Exercice 9
Quel est le rôle d'une résistance dans un circuit électrique ?
Exercice 10
Énoncer la loi d'Ohm et expliquer sa signification.
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Calcul d'intensité
Définition :

Loi d'Ohm : U = R × I, donc I = U/R

U = 12 V R = 4 Ω I = ?
Méthode de calcul :
  1. Identifier les grandeurs connues
  2. Appliquer la loi d'Ohm
  3. Isoler la grandeur recherchée
  4. Effectuer le calcul avec les unités
Étape 1 : Données

U = 12 V ; R = 4 Ω

Étape 2 : Formule à utiliser

U = R × I, donc I = U/R

Étape 3 : Application numérique

I = 12 / 4 = 3 A

Étape 4 : Vérification

U = R × I = 4 × 3 = 12 V ✓

Réponse finale :

I = 3 A

Règles appliquées :

Loi d'Ohm : U = R × I

Unités : U en volts (V), R en ohms (Ω), I en ampères (A)

Calcul : I = U/R

2 Calcul de tension
Définition :

Loi d'Ohm : U = R × I

R = 10 Ω I = 2 A U = ?
Étape 1 : Données

R = 10 Ω ; I = 2 A

Étape 2 : Formule à utiliser

U = R × I

Étape 3 : Application numérique

U = 10 × 2 = 20 V

Étape 4 : Vérification

U = R × I = 10 × 2 = 20 V ✓

Réponse finale :

U = 20 V

Règles appliquées :

Loi d'Ohm : U = R × I

Unités : U en volts (V)

Calcul : Multiplication des grandeurs

3 Calcul de résistance
Définition :

Loi d'Ohm : U = R × I, donc R = U/I

I = 0,5 A U = 9 V R = ?
Étape 1 : Données

U = 9 V ; I = 0,5 A

Étape 2 : Formule à utiliser

U = R × I, donc R = U/I

Étape 3 : Application numérique

R = 9 / 0,5 = 18 Ω

Étape 4 : Vérification

U = R × I = 18 × 0,5 = 9 V ✓

Réponse finale :

R = 18 Ω

Règles appliquées :

Loi d'Ohm : R = U/I

Unités : R en ohms (Ω)

Calcul : Division de tension par intensité

4 Unité de l'intensité
Définition :

Intensité électrique : Quantité de charges électriques traversant une section de conducteur par unité de temps.

Courant I = ? A
Étape 1 : Définition de l'intensité

L'intensité mesure le débit de charges électriques

Étape 2 : Unité de base

L'unité de base est l'ampère (A)

Étape 3 : Symbole

Le symbole est A (en majuscule)

Étape 4 : Sous-multiples

mA (milliampère) = 10⁻³ A

µA (microampère) = 10⁻⁶ A

Étape 5 : Mesure

Se mesure avec un ampèremètre branché en série

Réponse finale :

L'unité de mesure de l'intensité électrique est l'ampère (A)

Règles appliquées :

Unité : Ampère (A)

Symbole : A

Mesure : En série dans le circuit

5 Unité de la tension
Définition :

Tension électrique : Différence de potentiel entre deux points d'un circuit, force qui pousse les charges à circuler.

Générateur U = ? V
Étape 1 : Définition de la tension

La tension est la force qui pousse les charges électriques

Étape 2 : Unité de base

L'unité de base est le volt (V)

Étape 3 : Symbole

Le symbole est V (en majuscule)

Étape 4 : Sous-multiples

mV (millivolt) = 10⁻³ V

µV (microvolt) = 10⁻⁶ V

Étape 5 : Mesure

Se mesure avec un voltmètre branché en parallèle

Réponse finale :

L'unité de mesure de la tension électrique est le volt (V)

Règles appliquées :

Unité : Volt (V)

Symbole : V

Mesure : En parallèle dans le circuit

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Circuit avec pile
Définition :

Circuit simple : Générateur (pile) et résistance connectés en série.

Pile: 4,5 V R = 15 Ω I = ?
Étape 1 : Données

U = 4,5 V ; R = 15 Ω

Étape 2 : Formule à utiliser

U = R × I, donc I = U/R

Étape 3 : Application numérique

I = 4,5 / 15 = 0,3 A

Étape 4 : Conversion en mA

0,3 A = 300 mA

Étape 5 : Vérification

U = R × I = 15 × 0,3 = 4,5 V ✓

Réponse finale :

I = 0,3 A ou 300 mA

Règles appliquées :

Loi d'Ohm : I = U/R

Unités : V en volts, Ω en ohms, A en ampères

Calcul : Division de la tension par la résistance

7 Lampe électrique
Définition :

Puissance électrique : P = U × I, donc I = P/U

P = 60 W U = 230 V I = ?
Étape 1 : Données

P = 60 W ; U = 230 V

Étape 2 : Formule de la puissance

P = U × I, donc I = P/U

Étape 3 : Application numérique

I = 60 / 230 ≈ 0,26 A

Étape 4 : Conversion en mA

0,26 A = 260 mA

Étape 5 : Vérification

P = U × I = 230 × 0,26 = 59,8 W ≈ 60 W ✓

Réponse finale :

I ≈ 0,26 A ou 260 mA

Règles appliquées :

Puissance : P = U × I

Intensité : I = P/U

Unités : P en watts (W), U en volts (V), I en ampères (A)

8 Mesure de l'intensité
Définition :

Ampèremètre : Appareil de mesure de l'intensité électrique.

A Branchement En série
Étape 1 : Appareil de mesure

On utilise un ampèremètre pour mesurer l'intensité

Étape 2 : Mode de branchement

L'ampèremètre se branche en série dans le circuit

Étape 3 : Propriétés de l'ampèremètre

Idéal: résistance interne négligeable

Ne doit pas modifier le circuit

Étape 4 : Sécurité

Respecter les calibres pour éviter les dommages

Étape 5 : Polarité

Respecter la polarité (COM et A)

Réponse finale :

L'intensité se mesure avec un ampèremètre branché en série dans le circuit

Règles appliquées :

Appareil : Ampèremètre

Branchement : En série

Résistance : Négligeable pour ne pas perturber le circuit

9 Rôle de la résistance
Définition :

Résistance électrique : Composant qui oppose une résistance au passage du courant.

Opposition Au courant
Étape 1 : Limiter le courant

Contrôler l'intensité dans le circuit

Étape 2 : Protéger les composants

Empêcher les surintensités

Étape 3 : Chauffage contrôlé

Transformation d'énergie électrique en chaleur (radiateurs, chauffages)

Étape 4 : Diviseur de tension

Créer des tensions différentes dans un circuit

Étape 5 : Stabilisation

Stabiliser les tensions et intensités dans les circuits

Réponse finale :

La résistance oppose une opposition au passage du courant, permettant de limiter l'intensité et de protéger les composants

Règles appliquées :

Opposition : Contrôle du courant

Protection : Empêche les surintensités

Applications : Chauffage, diviseur de tension, stabilisation

10 Loi d'Ohm
Définition :

Loi d'Ohm : U = R × I

U = R × I Loi d'Ohm
Étape 1 : Énoncé de la loi

La tension aux bornes d'un conducteur ohmique est proportionnelle à l'intensité du courant qui le traverse

Étape 2 : Expression mathématique

U = R × I

Où U est la tension en volts, R la résistance en ohms, I l'intensité en ampères

Étape 3 : Signification physique

Plus la résistance est grande, plus la tension nécessaire pour faire passer un même courant est élevée

Étape 4 : Applications

Calcul de tensions, intensités ou résistances dans les circuits électriques

Étape 5 : Validité

Valable uniquement pour les conducteurs ohmiques (résistances idéales)

Réponse finale :

La loi d'Ohm énonce que U = R × I : la tension est proportionnelle à l'intensité pour une résistance donnée

Règles appliquées :

Expression : U = R × I

Signification : Proportionnalité entre tension et intensité

Validité : Pour les conducteurs ohmiques uniquement

Grandeurs électriques de base Intensité et tension dans un circuit électrique