La résistance électrique et la loi d'Ohm

01La résistance, un frein au courant électrique

Dans un circuit électrique, certains composants s'opposent au passage du courant : on dit qu'ils présentent une résistance électrique. C'est le cas d'un filament d'ampoule, d'un fil chauffant ou du composant appelé « résistor », qu'on utilise en classe pour faire des mesures. Plus la résistance d'un composant est grande, plus il est difficile pour le courant de le traverser, et plus l'intensité qui circule dans le circuit diminue à tension égale. La résistance se note R et s'exprime en ohms, symbole Ω.

Un conducteur qui respecte une relation simple entre U et I s'appelle un conducteur ohmique (ou résistor). Pour ce type de composant, la tension à ses bornes est proportionnelle à l'intensité qui le traverse.

02La loi d'Ohm : U = R × I

La loi d'Ohm relie les trois grandeurs U, R et I pour un conducteur ohmique : U = R × I, avec U en volts (V), R en ohms (Ω) et I en ampères (A). Cette relation signifie que, pour une résistance donnée, la tension augmente si l'intensité augmente : les deux grandeurs sont proportionnelles.

Exemple de calcul : un résistor de R = 100 Ω est traversé par un courant d'intensité I = 0,2 A. La tension à ses bornes vaut alors U = R × I = 100 × 0,2 = 20 V. Si on veut au contraire connaître l'intensité, on peut réécrire la formule sous la forme I = U ÷ R : pour une tension U = 12 V aux bornes d'un résistor de R = 60 Ω, l'intensité vaut I = 12 ÷ 60 = 0,2 A.

03Mesurer U, I et R en TP

En travaux pratiques, on mesure U et I directement avec des appareils : le voltmètre se branche en dérivation (en parallèle) aux bornes du composant étudié, tandis que l'ampèremètre se branche en série, directement dans le circuit, pour que tout le courant le traverse. Une fois U et I mesurés pour plusieurs valeurs, on peut tracer un graphique U en fonction de I : pour un conducteur ohmique, les points s'alignent sur une droite qui passe par l'origine, et le coefficient directeur de cette droite donne la valeur de R.

04Méthode : calculer une résistance ou une tension

1. Identifie les grandeurs connues (U, I ou R) et repère leurs unités (V, A, Ω).
2. Choisis la bonne écriture de la loi d'Ohm : U = R × I, ou R = U ÷ I, ou I = U ÷ R selon ce qu'on cherche.
3. Effectue le calcul et vérifie que le résultat est cohérent avec l'unité attendue (volts, ohms ou ampères).

05Erreurs fréquentes

• ✗ Confondre les unités : oublier que U se mesure en volts, R en ohms, et I en ampères.
• ✗ Brancher l'ampèremètre en dérivation au lieu de le brancher en série dans le circuit.
• ✗ Écrire U = R + I au lieu de U = R × I : la loi d'Ohm est une multiplication, pas une addition.