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Fiche résumé — Loi d'Ohm et caractéristiques d'un dipôle

Chapitre 3 | Seconde Bac Pro | Physique-Chimie

U(V)I(A)pente=R

Loi d'Ohm — Formules clés

\(U = R \times I\)
\(R = \dfrac{U}{I}\)
\(I = \dfrac{U}{R}\)

U en V, R en Ω, I en A. Toujours vérifier les unités SI avant de calculer.

Caractéristique U(I)

  • Dipôle ohmique (résistance) : droite passant par l'origine, pente = R
  • Dipôle non ohmique (diode, lampe) : courbe non linéaire
  • La pente se calcule : \(R = \dfrac{\Delta U}{\Delta I}\)

Résistances en série et parallèle

En série :

\(R_{eq} = R_1 + R_2 + \ldots\)

\(R_{eq}\) est toujours supérieure à chaque résistance.

En parallèle :

\(\dfrac{1}{R_{eq}} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2} + \ldots\)

\(R_{eq}\) est toujours inférieure à la plus petite résistance.

Cas de 2 résistances : \(R_{eq} = \dfrac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2}\)

Puissance et énergie

\(P = U \times I = R \times I^2 = \dfrac{U^2}{R}\)

P en watts (W) — 1 kW = 1 000 W

\(W = P \times t\)

W en joules (J) si t en s — W en Wh si t en h

1 kWh = 1 000 Wh = 3 600 000 J

La facture EDF est en kWh.

Piège 1 : Oublier de convertir les mA en A avant de calculer. Rappel : 20 mA = 0,020 A. Si on oublie, le résultat est faux d'un facteur 1 000.
Piège 2 : En parallèle, la résistance équivalente est plus petite que la plus petite des résistances. Beaucoup d'élèves pensent à tort qu'elle est plus grande (confusion avec la série).
Piège 3 : Confondre puissance (W) et énergie (Wh ou J). La puissance est instantanée ; l'énergie dépend de la durée de fonctionnement (\(W = P \times t\)).
Astuce : Le triangle U-R-I : U en haut, R et I en bas. Pour trouver une grandeur, cacher sa lettre — les deux autres donnent la formule (côte à côte = multiplier, l'une sur l'autre = diviser).
Astuce : Pour vérifier un résultat en parallèle, toujours vérifier que \(R_{eq} < R_{min}\). Si ce n'est pas le cas, il y a une erreur de calcul.

Résumé express — Méthode type

  1. Repérer les données du problème (U, I, R) et les convertir en unités SI
  2. Identifier la formule adaptée (loi d'Ohm, puissance, énergie)
  3. Effectuer le calcul en posant clairement formule littérale puis application numérique
  4. Vérifier la cohérence du résultat (unité, ordre de grandeur, sens physique)
  5. Si résistances en série/parallèle : calculer d'abord \(R_{eq}\), puis appliquer la loi d'Ohm