La relation tension-intensité : la loi d'Ohm

Énoncé de la loi d'Ohm
• La loi d'Ohm est le lien entre la valeur R d'une résistance, la tension U à ses bornes et l'intensité I qui la traverse. Elle a été nommée ainsi en référence au physicien allemand qui l'a énoncée en 1827 et qui a également laissé son nom à l'unité de la résistance électrique : Georg Simon Ohm. Elle s'écrit : UR ×   I .
U = tension aux bornes de la résistance, en volt (V).
I = intensité qui traverse la résistance, en ampère (A).
R = valeur de la résistance, en Ohm (Ω).
La relation tension-intensité : la loi d'Ohm - illustration 1
Utilisations de la loi d'Ohm
• À partir de la loi d'Ohm, on peut calculer :
  • U (connaissant I et R) : UR ×   I  ;
  • I (connaissant U et R) : I= \frac{U}{R} ;
  • R (connaissant U et I) : R= \frac{U}{I}.
Exemple
Exemple
Valeur de la résistance R  : R= \frac{U}{I}= \frac{2}{0,01}= 200 \mathrm{\Omega }.
Conséquences de la loi d'Ohm
• La valeur de la résistance  R d'un dipôle est liée à la capacité de ce dipôle à résister au passage du courant électrique.
Exemple 1
Exemple 1
I = 0,3 A et R 1 = 10 Ω. Donc d'après la loi d'Ohm : U 2 = 3 V.
D'après la loi d'additivité des tensions : U 1 = UU 2 = 5 − 3 = 2 V. La lampe brille.
Exemple 2
Exemple 2
I = 0,3 A et R 2 = 15  Ω. Donc d'après la loi d'Ohm : U 2 = 4,5 V.
D'après la loi d'additivité des tensions : U 1 U −   U 2 = 5 −  4,5 = 0,5 V. La lampe brille beaucoup moins.
• La résistance d'un fil de connexion étant à peu près nulle, on peut considérer que la tension à ses bornes est négligeable par rapport aux autres tensions du circuit. La résistance des connexions n'est cependant pas négligeable lorsqu'on se place dans le cas du transport du courant électrique à travers des lignes à haute tension (fils épais et longs de plusieurs kilomètres).
• Lorsqu'un dipôle de grande résistance est parcouru par un courant électrique, il subit un échauffement  : c'est ce qu'on appelle l'effet Joule. Lors de cet échauffement, le dipôle perd la puissance PU ×   I. Soit, d'après la loi d'Ohm, PR ×   I 2.