Énergie · Quatrième, Troisième
La résistance électrique : définition, ohm, résistor, code des couleurs, effet Joule
Cours de 4e et 3e sur la résistance électrique : définition, l’ohm, le résistor, mesure à l’ohmmètre, facteurs (longueur, section, matériau), effet Joule, code couleurs.
Réponse en 30 secondes
La résistance électrique mesure l’opposition qu’un dipôle offre au passage du courant. Elle se note R, s’exprime en ohms (Ω) et se mesure à l’ohmmètre. Plus R est grande, plus l’intensité est faible pour une même tension (loi d’Ohm : R = U / I). Un résistor freine le courant et transforme l’énergie électrique en chaleur.
Freiner le courant
Dans un circuit avec une pile et une lampe, ajoutez un petit cylindre à anneaux de couleur en série : la lampe brille moins. Remplacez-le par un autre, d’anneaux différents : elle brille encore moins, ou presque plus. Rien n’a changé du côté de la pile ; c’est le petit composant qui freine le courant. Il s’appelle un résistor, et la grandeur qui mesure sa capacité à freiner s’appelle la résistance.
Tous les dipôles résistent au passage du courant, plus ou moins. Un fil de cuivre presque pas, un filament de lampe beaucoup, un morceau de plastique tellement qu’aucun courant ne passe. Cette propriété, qui semble un défaut, est en réalité l’un des outils les plus utiles de l’électricité : c’est elle qui protège une DEL, qui règle le volume d’une enceinte, qui chauffe l’eau de la bouilloire, qui fait rougir le grille-pain, et c’est elle que l’on ajuste dans un capteur de température ou de lumière.
Cette page définit la résistance, présente son unité, l’ohm, et le composant qui la porte, le résistor ; elle explique comment on la mesure, de quoi elle dépend (longueur, section, matériau, température), comment on la lit grâce au code des couleurs, et pourquoi elle chauffe. La loi d’Ohm, qui relie tension, intensité et résistance, a sa propre page ; le calculateur associé fait les calculs numériques.
Définition et unité
La résistance électrique d’un dipôle, notée R, est la grandeur qui caractérise son aptitude à s’opposer au passage du courant. Pour un dipôle donné soumis à une tension U et traversé par une intensité I, elle est définie par le rapport :
avec U en volts, I en ampères et R en ohms, de symbole Ω (la lettre grecque oméga majuscule), en hommage à Georg Simon Ohm. Un ohm est la résistance d’un dipôle qui, soumis à une tension de 1 V, est traversé par un courant de 1 A. La formule se lit dans les deux sens : à tension fixée, une grande résistance donne un petit courant ; à courant fixé, une grande résistance demande une grande tension.
| Unité | Symbole | Valeur | Exemples |
|---|---|---|---|
| milliohm | mΩ | 0,001 Ω | 1 m de câble électrique domestique (12 mΩ), résistance interne d’une batterie de voiture |
| ohm | Ω | 1 Ω | filament d’une lampe de collège à froid (5 à 20 Ω), résistance chauffante de bouilloire (25 Ω) |
| kilohm | kΩ | 1 000 Ω | résistors d’électronique (1 à 100 kΩ), corps humain peau sèche (100 kΩ) |
| mégohm | MΩ | 1 000 000 Ω | résistance d’entrée d’un voltmètre (10 MΩ), isolant légèrement humide |
Pour un résistor (aussi appelé conducteur ohmique), la résistance est constante : elle ne dépend ni de la tension ni de l’intensité, c’est le contenu de la loi d’Ohm. Pour d’autres dipôles, le rapport U / I varie d’un point de fonctionnement à l’autre : la résistance d’une lampe augmente avec la température de son filament, celle d’une diode n’a pas de valeur fixe. Le mot résistance s’applique alors à un point de fonctionnement précis, et l’on préfère parler de caractéristique.
Le résistor, un composant fait pour résister
Le résistor du laboratoire est un petit cylindre de 6 à 10 mm, muni de deux pattes métalliques, dont la résistance est indiquée par des anneaux de couleur. À l’intérieur, une couche de carbone ou d’un alliage métallique déposée sur un support isolant, plus ou moins épaisse et longue selon la valeur voulue. Les valeurs vont de quelques ohms à plusieurs mégohms, et sont normalisées : la série la plus courante (E12) propose 10, 12, 15, 18, 22, 27, 33, 39, 47, 56, 68, 82 et leurs multiples par 10 (100, 120, 150… 1 000, 1 200…). C’est pourquoi on ne trouve pas de résistor de 125 Ω dans un tiroir : on prendra 120 ou 150 Ω.
Un résistor porte aussi une puissance maximale, 0,25 W pour les petits modèles de collège, au-delà de laquelle il chauffe trop et se dégrade. Les résistors de puissance, pour les chauffages ou les freins de train, sont de gros bobinages de fil en alliage nickel-chrome, refroidis par l’air.
Le symbole normalisé du résistor est un rectangle sur le fil du circuit, avec sa valeur inscrite à côté. Il n’a pas de sens de branchement : un résistor est un dipôle non polarisé, on peut le retourner sans rien changer.
| Couleur | Chiffre | Multiplicateur | Tolérance |
|---|---|---|---|
| noir | 0 | × 1 | — |
| marron | 1 | × 10 | ± 1 % |
| rouge | 2 | × 100 | ± 2 % |
| orange | 3 | × 1 000 | — |
| jaune | 4 | × 10 000 | — |
| vert | 5 | × 100 000 | ± 0,5 % |
| bleu | 6 | × 1 000 000 | ± 0,25 % |
| violet | 7 | × 10 000 000 | ± 0,1 % |
| gris | 8 | — | ± 0,05 % |
| blanc | 9 | — | — |
| or | — | × 0,1 | ± 5 % |
| argent | — | × 0,01 | ± 10 % |
Source : norme CEI 60062 (code de marquage des résistances et condensateurs). Moyen mnémotechnique classique pour l’ordre des couleurs : « Ne Mangez Rien Ou Jeûnez, Voilà Bien Votre Grande Bêtise » (noir, marron, rouge, orange, jaune, vert, bleu, violet, gris, blanc).
Exemple 1 — Lire trois résistors
Donner la résistance de : (a) jaune, violet, rouge, or ; (b) marron, noir, orange, argent ; (c) vert, bleu, noir, or.
(a) 4, 7, × 100 : 4 700 Ω = 4,7 kΩ à ± 5 %. (b) 1, 0, × 1 000 : 10 000 Ω = 10 kΩ à ± 10 %. (c) 5, 6, × 1 : 56 Ω à ± 5 %. Pour lire dans le bon sens, on place l’anneau de tolérance (or ou argent, écarté des autres) à droite.
Mesurer une résistance
Il existe trois façons de connaître la résistance d’un dipôle, et chacune est utile.
Lire le code des couleurs, pour un résistor : rapide, mais donne la valeur nominale avec sa tolérance, pas la valeur réelle.
Mesurer à l’ohmmètre. Le multimètre en position Ω est un ohmmètre : il envoie lui-même un petit courant dans le dipôle et calcule la résistance. Le dipôle doit être seul, hors de tout circuit, sans générateur : brancher un ohmmètre sur un circuit alimenté fausse la mesure et peut endommager l’appareil. On choisit le calibre juste supérieur à la valeur attendue (200 Ω, 2 kΩ, 20 kΩ…) ; l’ohmmètre mesure aussi la résistance des fils de mesure, négligeable sauf pour de très petites valeurs.
Mesurer U et I puis calculer R = U / I. C’est la méthode du chapitre sur la loi d’Ohm : le dipôle dans un circuit, un voltmètre en dérivation, un ampèremètre en série, et le quotient. Elle fonctionne pour tout dipôle, dans ses conditions réelles de fonctionnement (une lampe allumée, par exemple), là où l’ohmmètre ne mesure qu’à froid et à très faible courant.
Déterminer la résistance d’un dipôle par U et I
- Monter en série le générateur, un interrupteur, le dipôle et l’ampèremètre (calibre 200 mA ou 10 A selon le cas) ; brancher le voltmètre en dérivation aux bornes du dipôle.
- Fermer le circuit, lire U et I. Convertir I en ampères si l’appareil affiche des milliampères (150 mA = 0,150 A).
- Calculer R = U / I. Exemple : U = 4,42 V, I = 0,0201 A, donc R = 4,42 / 0,0201 ≈ 220 Ω.
- Recommencer avec une autre tension : si R est le même, le dipôle est un résistor ; sinon, ce n’est pas un conducteur ohmique.
- Comparer à la valeur lue sur le code des couleurs : l’écart doit rester dans la tolérance (± 5 %).
Exemple 2 — Un dipôle inconnu
Un dipôle soumis à 6,0 V est traversé par 24 mA ; soumis à 3,0 V, par 12 mA. Quelle est sa résistance ? Est-ce un résistor ?
R₁ = 6,0 / 0,024 = 250 Ω ; R₂ = 3,0 / 0,012 = 250 Ω. Le rapport est constant : c’est un résistor de 250 Ω (valeur normalisée proche : 240 ou 270 Ω, ou 250 Ω dans une série plus fine). S’il s’était agi d’une lampe, R₂ aurait été nettement plus petit que R₁, le filament étant moins chaud à 3 V.
De quoi dépend la résistance d’un fil ?
Pourquoi un fil de cuivre a-t-il une résistance négligeable et un filament de lampe une résistance de plusieurs dizaines d’ohms ? Quatre facteurs interviennent, que l’on peut vérifier en classe avec des fils de différents métaux tendus sur une planche.
La longueur. La résistance est proportionnelle à la longueur du fil : deux fils identiques mis bout à bout ont une résistance double. C’est pourquoi les rallonges très longues font chauffer moins un appareil puissant, et pourquoi les lignes électriques de plusieurs centaines de kilomètres perdent de l’énergie.
La section. La résistance est inversement proportionnelle à la section (l’aire de la tranche) du fil : un fil deux fois plus « gros » en section résiste deux fois moins, comme un tuyau plus large laisse mieux passer l’eau. C’est pourquoi les fils qui doivent conduire de fortes intensités sont épais : 1,5 mm² pour l’éclairage, 2,5 mm² pour les prises, 6 mm² pour les plaques de cuisson, plusieurs centimètres carrés pour les câbles de batterie de voiture.
Le matériau. Chaque matériau a sa résistivité, notée ρ (rhô), qui mesure sa résistance intrinsèque. Les métaux sont de bons conducteurs (résistivité faible), les alliages moins bons, les isolants ont des résistivités des millions de milliards de fois plus grandes.
où L est la longueur (m), S la section (m²) et ρ la résistivité (Ω·m). Cette formule n’est pas exigible au collège, mais elle résume les trois facteurs et permet des calculs d’ordre de grandeur.
| Matériau | Résistivité à 20 °C (Ω·m) | Rapport au cuivre | Usage |
|---|---|---|---|
| Argent | 1,59 × 10⁻⁸ | 0,95 | contacts de précision |
| Cuivre | 1,68 × 10⁻⁸ | 1 | fils électriques |
| Or | 2,44 × 10⁻⁸ | 1,5 | connecteurs (ne s’oxyde pas) |
| Aluminium | 2,65 × 10⁻⁸ | 1,6 | lignes haute tension (léger) |
| Tungstène | 5,6 × 10⁻⁸ | 3,3 | filaments de lampes |
| Fer | 9,7 × 10⁻⁸ | 5,8 | structures, aimants |
| Nichrome (Ni-Cr) | 1,1 × 10⁻⁶ | 65 | résistances chauffantes |
| Graphite (carbone) | 3 à 60 × 10⁻⁶ | 200 à 3 500 | mines de crayon, résistors |
| Eau du robinet | 20 à 2 000 | 10¹⁰ à 10¹¹ | conductrice (dangereuse) |
| Verre | 10¹⁰ à 10¹⁴ | 10¹⁸ à 10²² | isolant |
| Caoutchouc, PVC | 10¹³ à 10¹⁶ | 10²¹ à 10²⁴ | gaines isolantes |
Source : CRC Handbook of Chemistry and Physics, 104e édition, section « Electrical resistivity of pure metals » et « Properties of insulators ».
La température. Pour les métaux, la résistance augmente avec la température : environ + 0,4 % par degré pour le cuivre et le tungstène. Le filament d’une lampe, à 2 500 °C, a une résistance dix fois plus grande qu’à froid ; c’est pourquoi une lampe n’obéit pas à la loi d’Ohm et pourquoi elle grille le plus souvent à l’allumage, quand le filament froid laisse passer un courant dix fois trop grand. Pour certains matériaux, au contraire, la résistance diminue quand la température monte : ce sont les thermistances (CTN), utilisées comme thermomètres dans les voitures, les chaudières et les téléphones.
Exemple 3 — La résistance d’une rallonge
Une rallonge de 25 m est faite de deux fils de cuivre de 1,5 mm² de section. Quelle est sa résistance totale (aller et retour) ? Quelle tension « perd-on » quand un radiateur de 10 A y est branché ?
Longueur totale de cuivre : 2 × 25 = 50 m ; section 1,5 mm² = 1,5 × 10⁻⁶ m². R = 1,68 × 10⁻⁸ × 50 / (1,5 × 10⁻⁶) ≈ 0,56 Ω. Sous 10 A, la tension aux bornes de la rallonge vaut U = R × I = 0,56 × 10 ≈ 5,6 V : le radiateur reçoit 224 V au lieu de 230, et la rallonge dissipe P = U × I ≈ 56 W en chaleur, ce qui la tiédit. Avec une rallonge enroulée sur son tambour, cette chaleur ne s’évacue pas : c’est la cause d’incendies bien connue.
L’effet Joule : la résistance chauffe
Quand un courant traverse un résistor, celui-ci s’échauffe : c’est l’effet Joule, du nom de James Prescott Joule qui l’a mesuré en 1841. L’énergie électrique reçue est intégralement transformée en chaleur. La puissance dissipée dépend de la résistance et du carré de l’intensité :
Cet effet est tantôt recherché, tantôt subi. Recherché : dans le grille-pain, la bouilloire, le radiateur, le fer à repasser, le sèche-cheveux, la plaque électrique, le chauffe-eau, où un fil de nichrome enroulé transforme des centaines ou des milliers de watts en chaleur ; dans le fusible, dont le fil fond quand l’intensité est trop grande ; dans la lampe à incandescence, où le filament de tungstène chauffé à blanc rayonne de la lumière. Subi : dans les fils de transport d’électricité (2 à 3 % de pertes sur le réseau français, selon RTE), dans les moteurs et les processeurs qu’il faut refroidir, dans les résistors de protection qui chauffent pour rien.
Un résistor de collège de 0,25 W ne supporte qu’une petite puissance : sous 9 V, un résistor de 100 Ω dissipe P = 81 / 100 = 0,81 W, plus de trois fois sa limite, il brunit et brûle. Un résistor de 1 kΩ dissipe 0,081 W, sans problème. C’est une vérification à faire avant tout montage.
Le résistor au travail : protéger, régler, mesurer
Protéger. Une DEL supporte 20 mA ; branchée seule sur 4,5 V, elle grille. Un résistor en série absorbe la tension en trop et fixe le courant : c’est la résistance de protection, calculée sur la page de la DEL. Même principe pour limiter le courant de démarrage d’un moteur ou d’une lampe.
Régler. Un potentiomètre est un résistor dont on déplace un curseur le long de la piste résistive : la résistance entre le curseur et une extrémité varie de zéro au maximum. C’est le bouton de volume d’une vieille radio, le variateur d’une lampe, le joystick d’une manette. Le rhéostat du laboratoire est un gros potentiomètre bobiné qui permet de régler l’intensité dans un circuit.
Mesurer. De nombreux capteurs sont des résistors dont la résistance dépend d’une grandeur physique : la thermistance (température), la photorésistance (lumière), la jauge de contrainte (déformation), le capteur d’humidité. Un circuit mesure la résistance, et en déduit la grandeur. Le thermomètre de la voiture, le détecteur de nuit qui allume les lampadaires, la balance électronique fonctionnent ainsi.
Chauffer. Toute la famille des appareils de chauffage électrique repose sur un résistor de nichrome : 1 000 à 2 000 W pour un grille-pain, 2 200 W pour une bouilloire, jusqu’à 7 000 W pour une plaque de cuisson. Le nichrome est choisi parce qu’il résiste beaucoup (65 fois le cuivre), supporte 1 200 °C et ne s’oxyde pas.
Exemple 4 — La bouilloire
Une bouilloire de 2 200 W fonctionne sous 230 V. Quelle est l’intensité qui la traverse ? Quelle est la résistance de son élément chauffant ?
I = P / U = 2 200 / 230 ≈ 9,6 A. R = U / I = 230 / 9,6 ≈ 24 Ω (ou directement R = U² / P = 52 900 / 2 200 ≈ 24 Ω). Un élément de 24 Ω en nichrome : un fil de 1 mm de diamètre (section 0,785 mm²) et de 17 m de longueur, enroulé en spirale dans le socle. Toute la puissance passe dans l’eau : 2 200 J chaque seconde, de quoi porter un litre d’eau de 15 à 100 °C en environ 2 min 40 s.
Ordres de grandeur
| Dipôle ou objet | Résistance | Remarque |
|---|---|---|
| Fil de connexion du laboratoire (50 cm) | 0,01 Ω | négligeable |
| Ampèremètre | moins de 1 Ω | doit ne pas gêner le courant |
| Filament de lampe de collège (3,5 V, 0,2 A) | 3 Ω à froid, 17 Ω allumée | varie avec la température |
| Élément chauffant de bouilloire | 24 Ω | nichrome |
| Résistor de protection de DEL | 150 à 470 Ω | 0,25 W |
| Corps humain, main à main | 1 kΩ (peau mouillée) à 100 kΩ (sèche) | explique le danger de l’eau |
| Résistors d’électronique | 10 Ω à 10 MΩ | code des couleurs |
| Voltmètre | 10 MΩ | doit ne pas prélever de courant |
| Gaine plastique d’un fil (1 mm) | plus de 10¹² Ω | isolant |
Sources : mesures de laboratoire courantes ; norme NF C 18-510 pour la résistance du corps humain ; documentations de multimètres.
Un peu d’histoire
La notion de résistance naît avec la loi d’Ohm, en 1827 : Georg Simon Ohm mesure la « force » du courant dans des fils de longueurs, de sections et de métaux différents et découvre qu’elle est proportionnelle à la tension et inversement proportionnelle à une grandeur qui dépend du fil, sa résistance, elle-même proportionnelle à la longueur et inversement proportionnelle à la section. Il énonce ainsi en une fois la loi d’Ohm et la formule de la résistivité. Son travail est méprisé en Allemagne, puis reconnu par la Royal Society en 1841.
James Prescott Joule, brasseur et physicien amateur de Manchester, mesure en 1841 la chaleur dégagée par un fil parcouru par un courant et établit qu’elle est proportionnelle à R × I² : c’est l’effet Joule. Ce résultat le mène à la notion générale de conservation de l’énergie et à l’unité qui porte son nom.
L’ohm est adopté comme unité internationale au Congrès des électriciens de 1881 à Paris ; il fut d’abord défini par la résistance d’une colonne de mercure de 106,3 cm de longueur et de 1 mm² de section. Le résistor à couche de carbone et son code des couleurs apparaissent dans les années 1920 avec la radio ; la norme internationale du code date de 1952 (CEI 62). Le potentiomètre est inventé par Johann Poggendorff en 1841 pour comparer des tensions ; le rhéostat, par Charles Wheatstone en 1843, qui forge le mot à partir du grec rheos (courant) et statos (stable).
Les erreurs classiques
Confondre résistor et résistance. L’objet et la grandeur. Un résistor a une résistance.
Croire qu’un résistor « consomme » du courant. Le courant qui entre est égal à celui qui sort. Le résistor freine le courant dans toute la boucle et transforme de l’énergie en chaleur.
Mesurer à l’ohmmètre un dipôle branché. L’ohmmètre envoie son propre courant ; un générateur présent fausse tout et peut griller l’appareil. Toujours hors circuit.
Oublier de convertir les milliampères. R = U / I exige I en ampères : 20 mA = 0,020 A. Sinon la résistance est mille fois trop petite.
Penser que la résistance d’une lampe est fixe. Elle varie avec la température du filament ; la lampe n’est pas un résistor.
Croire que plus la section est grande, plus la résistance est grande. C’est l’inverse : un fil gros résiste moins. La longueur, elle, augmente la résistance.
Confondre Ω et 0. Sur les affichages et dans les copies, la lettre oméga ne doit pas ressembler au chiffre zéro ; on l’écrit avec les deux petits pieds.
Exercices corrigés
Du code des couleurs aux calculs de résistance et d’effet Joule.
Code des couleurs
Donner la résistance et la tolérance de résistors marqués :
- orange, orange, marron, or ;
- marron, noir, rouge, argent ;
- rouge, violet, orange, or.
- Quelles couleurs pour un résistor de 470 Ω à ± 5 % ?
Voir la correction
- 3, 3, × 10 : 330 Ω ± 5 %.
- 1, 0, × 100 : 1 000 Ω = 1 kΩ ± 10 %.
- 2, 7, × 1 000 : 27 kΩ ± 5 %.
- 4 = jaune, 7 = violet, × 10 = marron, ± 5 % = or : jaune, violet, marron, or.
Calculer une résistance
- Un résistor soumis à 9,0 V est traversé par 0,030 A. Calculer sa résistance.
- Un autre est traversé par 45 mA sous 4,5 V. Calculer sa résistance.
- Quelle intensité traverse un résistor de 1,5 kΩ soumis à 6,0 V ?
Voir la correction
- R = 9,0 / 0,030 = 300 Ω.
- 45 mA = 0,045 A ; R = 4,5 / 0,045 = 100 Ω.
- I = U / R = 6,0 / 1 500 = 0,004 A = 4 mA.
Mesurer correctement
Un élève veut connaître la résistance d’un résistor de trois façons.
- Il lit vert, bleu, marron, or. Quelle valeur attend-il, avec quelle marge ?
- Il branche l’ohmmètre sur le résistor encore monté dans son circuit alimenté par une pile. Pourquoi est-ce une erreur ?
- Hors circuit, l’ohmmètre affiche 552 Ω sur le calibre 2 kΩ. Est-ce cohérent avec le code ?
- Dans le circuit, il mesure U = 4,42 V et I = 8,1 mA. Calculer R et comparer.
Voir la correction
- 5, 6, × 10 = 560 Ω, ± 5 % soit entre 532 et 588 Ω.
- L’ohmmètre fournit son propre courant de mesure ; la pile fausse la mesure et peut endommager l’appareil. Il faut toujours mesurer hors circuit.
- 552 Ω est dans l’intervalle 532–588 : cohérent.
- R = 4,42 / 0,0081 ≈ 546 Ω, également dans la tolérance ; l’écart avec 552 Ω tient à la précision des appareils.
Longueur, section, matériau
Un fil de nichrome de 1 m et de section 0,2 mm² a une résistance de 5,5 Ω.
- Quelle est la résistance de 3 m de ce fil ?
- Quelle est la résistance de 1 m d’un fil de même matériau de section 0,4 mm² ?
- Quelle longueur de ce fil (0,2 mm²) faut-il pour faire un résistor chauffant de 22 Ω ?
- Un fil de cuivre de mêmes dimensions (1 m, 0,2 mm²) aurait une résistance environ 65 fois plus petite. Calculer-la. Pourquoi ne fait-on pas les résistances chauffantes en cuivre ?
Voir la correction
- Proportionnelle à la longueur : 3 × 5,5 = 16,5 Ω.
- Inversement proportionnelle à la section : 5,5 / 2 = 2,75 Ω.
- 22 / 5,5 = 4 m.
- 5,5 / 65 ≈ 0,085 Ω. Il faudrait 260 m de cuivre pour obtenir 22 Ω, et le cuivre fond à 1 085 °C et s’oxyde à chaud : le nichrome est plus résistant et supporte la chaleur.
Protéger une DEL
On alimente une DEL bleue (tension 3,2 V, intensité 15 mA) avec une pile de 9,0 V et un résistor de protection en série.
- Quelle tension le résistor doit-il avoir à ses bornes ?
- Calculer la résistance nécessaire ; choisir la valeur normalisée E12 la plus proche par excès.
- Calculer la puissance dissipée par le résistor. Un modèle de 0,25 W convient-il ?
- On remplace par erreur le résistor par un de 39 Ω. Quelle intensité traverserait la DEL ? Conclusion.
Voir la correction
- 9,0 − 3,2 = 5,8 V.
- R = 5,8 / 0,015 ≈ 387 Ω → 390 Ω (E12 : 390).
- P = U × I = 5,8 × 0,015 ≈ 0,087 W : très inférieur à 0,25 W, convient.
- I = 5,8 / 39 ≈ 0,15 A = 150 mA, dix fois trop : la DEL grille. Erreur classique de lecture (orange-blanc-noir au lieu d’orange-blanc-marron).
Effet Joule et sécurité
Un radiateur de 2 000 W fonctionne sous 230 V.
- Calculer l’intensité et la résistance de son élément chauffant.
- Il est branché au bout d’une rallonge dont la résistance totale est 0,80 Ω. Calculer la puissance dissipée dans la rallonge (P = R × I²).
- Cette rallonge est enroulée sur son tambour. Pourquoi est-ce dangereux ?
- On remplace la rallonge par une autre, de section double. Que devient la puissance perdue ?
Voir la correction
- I = 2 000 / 230 ≈ 8,7 A ; R = 230 / 8,7 ≈ 26 Ω.
- P = 0,80 × 8,7² ≈ 61 W : autant qu’une ancienne ampoule, répartis le long du câble.
- Enroulé, le câble ne peut pas évacuer cette chaleur : les spires se réchauffent mutuellement, l’isolant peut fondre et prendre feu. On déroule toujours une rallonge sous forte charge.
- Section double → résistance divisée par 2 → P ≈ 30 W : la perte est divisée par deux.
Quiz : dix questions pour vérifier
Fiche : ce qu’il faut retenir
Questions fréquentes
Qu’est-ce que la résistance électrique ?
C’est la grandeur qui mesure à quel point un dipôle s’oppose au passage du courant. Notée R et exprimée en ohms (Ω), elle est le rapport entre la tension aux bornes du dipôle et l’intensité qui le traverse : R = U / I. Un fil de cuivre a une résistance quasi nulle, un résistor de collège quelques centaines d’ohms, un isolant des milliards d’ohms.
Quelle est la différence entre résistance et résistor ?
Le résistor est le composant, un petit cylindre à anneaux de couleur ou un bobinage, conçu pour avoir une résistance précise. La résistance est la grandeur physique, en ohms. On dit « un résistor de 220 Ω » ; dans le langage courant on dit souvent « une résistance de 220 Ω », ce que le programme tolère mais qu’il vaut mieux éviter dans une copie.
Comment mesurer une résistance ?
Avec un ohmmètre (position Ω du multimètre), en branchant le résistor seul entre les bornes COM et Ω, hors de tout circuit et sans générateur : l’ohmmètre envoie lui-même un petit courant. On peut aussi la calculer en mesurant U et I dans un circuit et en appliquant R = U / I, ou la lire grâce au code des couleurs.
À quoi sert un résistor dans un circuit ?
À limiter l’intensité du courant pour protéger un composant fragile (une DEL par exemple), à partager une tension, ou à produire de la chaleur : les résistances chauffantes des grille-pain, bouilloires, radiateurs, plaques électriques et sèche-cheveux sont de gros résistors en alliage nickel-chrome qui convertissent toute l’énergie électrique en chaleur par effet Joule.
De quoi dépend la résistance d’un fil ?
De quatre facteurs : elle est proportionnelle à la longueur (un fil deux fois plus long résiste deux fois plus), inversement proportionnelle à la section (un fil plus gros résiste moins), elle dépend du matériau (le cuivre est 60 fois meilleur conducteur que le nichrome) et de la température (celle d’un filament de lampe est dix fois plus grande à chaud qu’à froid).
Comment lire le code des couleurs d’un résistor ?
Les deux premiers anneaux donnent deux chiffres, le troisième le nombre de zéros à ajouter, le quatrième (or ou argent, un peu écarté) la tolérance. Noir 0, marron 1, rouge 2, orange 3, jaune 4, vert 5, bleu 6, violet 7, gris 8, blanc 9. Rouge-rouge-marron-or se lit 2, 2, un zéro : 220 Ω à 5 %.