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Physique-Chimie — Ondes et signaux

Signaux électriques

Tension, intensité, loi d'Ohm, puissance et énergie électrique

Résumé synthétiqueFiche en 4 sectionsQuiz de 10 questionsGratuit, sans pub

Résumé

Brancher une lampe, recharger un téléphone, faire tourner un moteur : tout circuit électrique repose sur une boucle fermée où circulent des charges. Deux grandeurs le décrivent. La tension $U$ (en $\mathrm{V}$), sorte de « dénivelé » électrique, se mesure au voltmètre branché en dérivation. L'intensité $I$ (en $\mathrm{A}$), le débit de charges, se mesure à l'ampèremètre branché en série. Pour une résistance, les deux sont liées par la loi d'Ohm $U = R \times I$. De là découlent la puissance $P = U \times I$ (en $\mathrm{W}$) et l'énergie $E = P \times t$ (en $\mathrm{J}$) — celle que ton fournisseur facture en $\mathrm{kWh}$.

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Questions fréquentes

Les points clés à retenir sur Signaux électriques, extraits du quiz de révision.

La tension électrique se mesure avec :
Réponse :
Un voltmètre en dérivation
La tension $U$ (en $\mathrm{V}$) se mesure au voltmètre branché en dérivation (en parallèle) aux bornes du dipôle.
L'intensité du courant se mesure avec :
Réponse :
Un ampèremètre en série
L'intensité $I$ (en $\mathrm{A}$) se mesure à l'ampèremètre branché en série dans le circuit, là où passe le courant à mesurer.
La loi d'Ohm pour un conducteur ohmique s'écrit :
Réponse :
$U = R \times I$
La loi d'Ohm relie tension et intensité par la résistance : $U = R \times I$, avec $U$ en $\mathrm{V}$, $R$ en $\Omega$ et $I$ en $\mathrm{A}$.
L'unité de la résistance électrique est :
Réponse :
L'ohm ($\Omega$)
La résistance $R$ s'exprime en ohms, de symbole $\Omega$. Le volt mesure la tension, l'ampère l'intensité, le watt la puissance.
Une résistance $R = 50\ \Omega$ est parcourue par $I = 0{,}4\ \mathrm{A}$. La tension à ses bornes vaut :
Réponse :
$20\ \mathrm{V}$
Loi d'Ohm : $U = R \times I = 50 \times 0{,}4 = 20\ \mathrm{V}$.
La puissance électrique d'un dipôle se calcule par :
Réponse :
$P = U \times I$
La puissance vaut $P = U \times I$, en watts ($\mathrm{W}$), avec $U$ en $\mathrm{V}$ et $I$ en $\mathrm{A}$.
Dans un circuit en série, l'intensité du courant :
Réponse :
Est la même dans tous les dipôles
En série, il n'y a qu'un seul chemin : l'intensité est la même en tout point du circuit. Ce sont les tensions qui s'ajoutent.
La caractéristique $U = f(I)$ d'un conducteur ohmique est :
Réponse :
Une droite passant par l'origine
Comme $U = R \times I$ est une relation de proportionnalité, la caractéristique est une droite passant par l'origine, de pente $R$.
$1\ \mathrm{kWh}$ correspond à :
Réponse :
$3{,}6 \times 10^{6}\ \mathrm{J}$
$1\ \mathrm{kWh} = 1\,000\ \mathrm{W} \times 3\,600\ \mathrm{s} = 3{,}6 \times 10^{6}\ \mathrm{J}$.
Un appareil de $1\,500\ \mathrm{W}$ fonctionne pendant $2\ \mathrm{h}$. L'énergie consommée vaut :
Réponse :
$3\,000\ \mathrm{Wh}$
$E = P \times t = 1\,500 \times 2 = 3\,000\ \mathrm{Wh} = 3\ \mathrm{kWh}$.