Électricité et magnétisme

Loi d’Ohm en circuit complet et force électromotrice

Dans un circuit fermé de résistance interne r, le courant vaut la f.é.m. divisée par la résistance totale : $I=\mathcal E/(R+r)$.

Dans un circuit fermé de résistance interne r, le courant vaut la f.é.m. divisée par la résistance totale : $I=\mathcal E/(R+r)$.

Source réelle et tension aux bornes

La f.é.m. $\mathcal E$ est l’énergie fournie par la source par coulomb, en volts ; elle ne coïncide pas toujours avec la tension aux bornes lorsque la source débite. Avec la résistance externe $R$ et la résistance interne $r$, $I=\mathcal E/(R+r)$. En décharge, $U=IR=\mathcal E-Ir$. En circuit ouvert, $I=0$ et la tension aux bornes vaut $\mathcal E$.

Dans un circuit fermé, le courant est limité à la fois par la charge externe et par la résistance interne de la source. Lorsque $R$ augmente, le courant diminue et la tension aux bornes $U=\mathcal E-Ir$ se rapproche de la f.é.m. En court-circuit, $R\to0$, mais si $r>0$, le courant reste fini : $I_{sc}=\mathcal E/r$. Une source de 12 V avec $r=1.0\,\Omega$ aurait ainsi un courant de court-circuit idéal de 12 A, susceptible de provoquer une surchauffe.

Mesurez $U$ lorsque la source alimente une charge afin de distinguer la f.é.m. de la tension réellement disponible à l’extérieur. Si la charge reçoit $P=UI$, la source dissipe intérieurement $I^2r$.

Vérification rapide