Électricité : loi d’Ohm, charge et puissance
Trois grandeurs décrivent un circuit : la tension, l’intensité et la résistance. Avec la loi d’Ohm et deux autres formules simples, on peut répondre à la plupart des questions sur un circuit électrique.
Les trois grandeurs
- La tension U, en volts (V) : elle « pousse » le courant, comme la pression dans un tuyau.
- L’intensité I, en ampères (A) : c’est le débit de courant.
- La résistance R, en ohms (Ω) : elle freine le passage du courant.
La loi d’Ohm
Pour un conducteur ohmique, comme une résistance de circuit, la tension est proportionnelle à l’intensité.
U = R × I
R = U ÷ I et I = U ÷ R
Exemple : 2 A sous 12 V
- R = 12 ÷ 2 = 6
Résistance : 6 Ω
Exemple : une résistance de 46 Ω sous 230 V
- I = 230 ÷ 46 = 5
Intensité : 5 A
La charge électrique
La charge transportée par un courant constant est le produit de son intensité par sa durée, en secondes. Elle s’exprime en coulombs (C).
Q = I × t
Exemple : 3 A pendant 5 s
- Q = 3 × 5 = 15
Charge : 15 C
La puissance électrique
P = U × I
Exemple : un appareil de 5 A sous 230 V
- P = 230 × 5 = 1 150
Puissance : 1 150 W
À l’inverse, un sèche-cheveux de 1 500 W branché sur 230 V consomme un courant d’environ 1 500 ÷ 230 ≈ 6,5 A.
Résistances en série
Quand des résistances sont branchées l’une après l’autre, leurs valeurs s’additionnent. Le même courant les traverse toutes.
Exemple : 4 Ω et 6 Ω en série sous 12 V
- R = 4 + 6 = 10 Ω
- I = 12 ÷ 10 = 1,2
Intensité : 1,2 A
En parallèle, c’est l’inverse : deux résistances identiques en parallèle équivalent à une résistance deux fois plus petite.
Les pièges fréquents
- Utiliser des minutes au lieu de secondes dans Q = I × t.
- Confondre U = R × I (loi d’Ohm) et P = U × I (puissance).
- Oublier de convertir les milliampères : 500 mA = 0,5 A.
- Appliquer la loi d’Ohm à un composant qui n’est pas ohmique, comme une diode.
- Additionner des résistances branchées en parallèle comme si elles étaient en série.
Exercices corrigés
Cherchez d’abord la réponse, puis ouvrez la correction.
Une résistance de 3 Ω est soumise à 9 V. Quelle est l’intensité ?
Voir la correction
- I = 9 ÷ 3
Réponse : 3 A
Un courant de 0,5 A traverse une résistance de 20 Ω. Quelle est la tension ?
Voir la correction
- U = 20 × 0,5
Réponse : 10 V
Un courant de 2 A circule pendant 1 minute. Quelle charge est transportée ?
Voir la correction
- 1 min = 60 s
- 2 × 60 = 120
Réponse : 120 C
Quelle est la puissance d’un appareil parcouru par 10 A sous 230 V ?
Voir la correction
- P = 230 × 10
Réponse : 2 300 W
Un appareil de 1 500 W fonctionne sous 230 V. Quelle intensité consomme-t-il ?
Voir la correction
- I = P ÷ U
- 1 500 ÷ 230 ≈ 6,52
Réponse : Environ 6,5 A
Deux résistances de 10 Ω et 20 Ω en série sont soumises à 6 V. Quelle est l’intensité ?
Voir la correction
- R = 10 + 20 = 30 Ω
- I = 6 ÷ 30 = 0,2
Réponse : 0,2 A