Comment déterminer la valeur d'une résistance en Ohm (Ω)
Dans certains cas de figure, nous nous retrouvons parfois face à une résistance inconnue pour une cause ou une autre : indisponibilité de la valeur de la résistance R indiquée sur le composant, d'absence d'anneaux de code couleurs ou de l'effacement de certains d'entre eux, etc. Dans ce cas de figure, si nous disposons d'un Ohmmètre (un instrument qui nous permet de mesurer la valeur de la résistance d'un composant électrique directement), la problématique est résolue.
Si nous ne disposons pas d'un tel instrument, nous pouvons appliquer la loi d'Ohm, dans ce cas de figure, pour déterminer la valeur ohmique exprimée en Ω de notre composant en effectuant des deux mesures des deux valeurs U et I. Un simple calcul nous donnera ainsi la valeur R de notre résistance.
Comment mesures les deux composantes U et I
Pour déterminer la valeur de notre résistance R en appliquant la loi d'Ohm ; U = R x I, nous devons mesurer :
- La tension aux bonres de notre résistance U, exprimée en Volt (V).
- L'intensité du courant qui la traverse I, exprimée en Ampère (A).
Pour cela, il est nécessaire de disposer de deux équipements de mesure :
- un voltmètre pour mesurer la différence de potentielle entre les deux bornes de notre résistance,
- un ampèremètre pour mesurer l'intensité du courant électrique
Notre montage sera ainsi comme suit :
Comme vous le constater, pour mesurer la tension UAB entre les points A et B, le voltmètre est branché en parallèle avec la résistance. Et pour mesurer le courant électrique I qui la traverse, l'ampèremètre est branché en série avec celle-ci.
Mesurer la différence de potentiel (V)
Pour mesurer la valeur de la différence de potentiel, appelée aussi la tension électrique et exprimée en Volt (V), aux bornes de notre résistance, il est demandé de placer un voltmètre en parallèle aux deux bornes de notre résistance. Le montage ci-dessous nous détaille cela :
Mesurer l'intensité de courant (A)
Pour mesurer la valeur du courant qui traverse notre résistance, exprimée en Ampère (A), il est demandé cette fois-ci de placer un ampèremètre en série avec la dite résistance. Le montage ci-dessous nous détaille cela :
Détermination de la valeur de la résistance (Ω)
Une fois que vous avez déterminé les deux composantes; la tension U et l'intensité I qui traversent notre résistance, nous pouvons déterminer la valeur de la résistance électrique R en appliquant la formule \( R = \frac{U_{AB}}{I} \) dérivée de la formule de loi d'Ohm \( U = R \cdot I \)
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Activité : Mesure d'une résistance à l'aide d'un multimètre
Comme expliqué ci-dessous, nous allons appliquer la loi d'Ohm pour déterminer la valeur d'une résistance. Pour cela, nous avons masqué les différentes bandes de couleurs de notre résistance pour jouer le jeu.
Afin de réaliser cette activité, nous aurons besoin :
- Une petite plaque d'essai,
- De quelques fils conducteurs,
- Et de deux équipements de mesures : un voltmètre et un ampèremètre. Dans notre cas, nous allons nous procurer un multimètre (que nous avons acheté à la plateforme Aliexpress.com, disponible également sur d'autres plateformes de vente en ligne, un outil de qualité non professionnelle. Pour précision, vous n'avez pas besoin d'un équipement de mesure de précision pour la réalisation des différentes activités proposées sur electro-robot.com).
L'image ci-dessous nous détaille ces différents élements nécessaire pour la réalisation de cette activité :
Mesure de la tension électrique à l'aide d'un voltmètre
Pour déterminer la valeur de la tension électrique, appelée aussi la différence de potentiel, aux bornes de notre résistance, il est demandé de placer un voltmètre (V) en parallèle de notre résistance et de lire la valeur mesurée sur notre multimètre. Comme vous le montre la photo ci-dessous, nous pouvons lire sur notre multimètre la valeur de 5.02V
Mesure de l'intensité électrique à l'aide d'un ampèremètre
Pour mesurer la valeur de l'intensité électrique traversant notre résistance, il est demandé de placer un ampèremètre (V) en série avec notre résistance et de lire la valeur mesurée sur notre multimètre. Comme vous pouvez lire sur la photo ci-dessous, nous avons la valeur de 15.10 mA qui traverse notre résistance inconnue (R = ?).
Choix du câlibre pour la réalisation de la mesure demandée
Lorsque nous réalisons une mesure à l'aide d'un outil de mesure, le choix du câlibre influence la précision de la valeur mesurée. Plus simplement, plus le câlibre est petit et adapté à notre mesure, plus la précision est meilleure de la valeur affichée. Ainsi, pour que notre équipement nous donne la valeur la plus précise possible, nous devons choisir le calibre supérieur à la valeur mesurée la plus proche, sinon aucune valeur n'est affichée à son écran.
Calcul de la valeur de la résistance R =?
Ainsi, une fois que nous avons relevé les deux valeurs U et I aux bornes de notre résistance, nous pouvons par application directe la loi d'Ohm pour calculer la valeur exprimée en Ohm de notre résistance R telle que:
\( U = R \cdot I \) donc \( R = \frac{U}{I} \)
Ce qui nous donne \( R = \frac{5.02 V}{0.0151 A} = 332.45 \enspace Ω\)
Ainsi, notre résistance que nous avons masquée est une résistance d'une valeur R = 332 Ω.
Pour confirmer cela, nous avons démasqué notre résistance et mesurée avec un ohmmètre. L'image ci-dessous nous confirme notre calcul :
Et pour encore confirmer cela, nous pouvons lire les différentes bandes de couleurs sur le corps de notre résistance pour confirmer cela :
Soit, donc de gauche à droite, les couleurs suivantes : Orange, Orange, Noir, Noir et Marron. Ce qui nous donne d'après le calculateur de code couleur d'une résistance (disponible en ligne sur notre site web), la valeur de 330 Ω ±1%. Soit donc une résistance d'une valeur exprimée en Ohm comprise entre 326Ω et 333Ω.
Ainsi, nous confirmons la valeur R = 332 Ω calculée en appliquant la loi d'Ohm de notre résistance masquée, dont ces bandes de couleurs de gauche à droite sont : Orange, Orange, Noir, Noir et Marron.