Signaux et capteurs électriques : Loi d’Ohm et caractéristique courant-tension

Introduction

Les capteurs électriques transforment une grandeur physique en un signal électrique. Pour comprendre leur fonctionnement, il est essentiel de connaître la relation entre courant et tension dans un conducteur : la Loi d’Ohm.

La loi d’Ohm

La loi d’Ohm établit une relation simple entre la tension \(U\) appliquée à un conducteur et le courant \(I\) qui le traverse. Elle s’écrit :

\( U = R imes I \)

où :

• \(U\) est la tension en volts (V),
• \(I\) est le courant en ampères (A),
• \(R\) est la résistance électrique du conducteur en ohms (\(\Omega\)).

Cette relation indique que la tension est proportionnelle au courant, avec la résistance comme coefficient de proportionnalité.

Caractéristique courant-tension

La « caractéristique courant-tension » représente la relation entre \(U\) et \(I\) pour un composant ou un conducteur donné.

Sur un graphique (courbe \(U\) en ordonnée et \(I\) en abscisse), cette caractéristique est généralement une droite dont la pente est égale à la résistance \(R\).

Par exemple, si la résistance est constante, la courbe est une droite passant par l’origine :

\( U = R imes I \)

Expérience simple

1. On applique une tension variable à un conducteur et on mesure le courant qui le traverse.
2. On trace la courbe \(U\) en fonction de \(I\).
3. Si la courbe est une droite, la résistance \(R\) est constante : le composant est ohmique.

Conclusion

La loi d’Ohm permet de définir la résistance électrique et de prévoir le comportement d’un conducteur face à une tension appliquée. Elle est fondamentale pour comprendre le fonctionnement des capteurs électriques et des circuits simples.