Chapitre 3 – Loi d'Ohm et caractéristiques d'un dipôle | 2nde Bac Pro TNE | Physique – Chimie | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 15 juin 2026
Karim, installateur, pose un sèche-serviettes dans une salle de bain. Cet appareil est une résistance électrique : parcourue par un courant, elle chauffe par effet Joule. Karim vérifie sa puissance.
Calcule la puissance du sèche-serviettes : P = U × I (230 V ; 2,2 A).
\(P = 230 \times 2{,}2 = \mathbf{506\ W}\) (environ 500 W).
Calcule la résistance R de l'appareil avec la loi d'Ohm : R = U ÷ I.
\(R = \dfrac{230}{2{,}2} \approx \mathbf{105\ \Omega}\).
Qu'est-ce que l'effet Joule ? Cite deux appareils du logement qui l'utilisent pour chauffer.
L'effet Joule : une résistance traversée par un courant s'échauffe (l'énergie électrique devient chaleur). Exemples : radiateur électrique, sèche-serviettes, chauffe-eau, plaque, grille-pain.
Dans la simulation « Effet Joule », augmente la résistance à tension fixe. Le courant et la puissance augmentent-ils ou diminuent-ils ? Explique avec la loi d'Ohm.
À tension fixe, si R augmente, le courant \(I = U/R\) diminue, donc la puissance \(P = U \times I\) diminue aussi. Une résistance trop grande chauffe moins.
Un radiateur de 1 500 W et le sèche-serviettes de 500 W sont sous 230 V. Lequel a la plus petite résistance ? Vérifie par le calcul.
Radiateur : \(I = 1500/230 ≈ 6{,}5\) A → \(R ≈ 230/6{,}5 ≈ 35\ \Omega\). Sèche-serviettes : \(R ≈ 105\ \Omega\). Le radiateur a la plus petite résistance : plus R est petite, plus le courant et la puissance sont grands.
Le sèche-serviettes (500 W) fonctionne 5 h/jour. Énergie consommée par jour (kWh) ? Coût à 0,25 €/kWh ?
\(0{,}5 \times 5 = 2{,}5\) kWh/jour ; coût \(2{,}5 \times 0{,}25 ≈ \mathbf{0{,}63\ €/jour}\).
Le chauffage électrique par effet Joule est simple, mais pourquoi conseille-t-on souvent une pompe à chaleur à la place ?
Le chauffage par effet Joule transforme 1 kWh d'électricité en ≈ 1 kWh de chaleur. Une pompe à chaleur en restitue 3 à 4 (elle puise aussi la chaleur de l'air extérieur) : pour le même confort, elle consomme bien moins d'électricité.
Explique en 3-4 lignes à un client comment fonctionne son sèche-serviettes (résistance, effet Joule, puissance).
« Votre sèche-serviettes contient une résistance d'environ 105 Ω. Sous 230 V, elle est parcourue par un courant de 2,2 A (loi d'Ohm). Ce passage du courant échauffe la résistance : c'est l'effet Joule. Sa puissance, P = U×I ≈ 500 W, correspond à la chaleur produite. Plus la résistance est faible, plus l'appareil chauffe fort. »
Montre que la puissance peut aussi s'écrire P = R × I². Calcule-la pour R = 105 Ω et I = 2,2 A.
Comme U = R×I, alors P = U×I = (R×I)×I = R×I². \(P = 105 \times 2{,}2^2 = 105 \times 4{,}84 ≈ \mathbf{508\ W}\) : on retrouve bien ≈ 500 W.
Réponse à la problématique : une résistance traversée par un courant chauffe (effet Joule) ; sa puissance P = U×I = R×I² dépend de la tension et de la résistance. Plus R est petite (sous tension fixe), plus l'appareil chauffe.
📚 Cette activité s'appuie sur la loi d'Ohm et les dipôles (leçon Ch03).