La Loi d’Ohm : Application Pratique

La Loi d’Ohm : Application Pratique

Comprendre La Loi d’Ohm

Vous êtes un technicien en électronique travaillant sur un petit circuit pour une lampe LED.

Cette lampe doit être alimentée par une source de tension continue et vous devez vous assurer qu’elle fonctionne correctement sans être endommagée.

Données :

  • La lampe LED nécessite une tension nominale de 3 volts pour fonctionner correctement.
  • La source de tension disponible est une batterie de 9 volts.
  • La résistance interne de la lampe LED est de 15 ohms.

Questions :

  1. Calculez la résistance supplémentaire nécessaire pour que la lampe fonctionne à sa tension nominale sans être endommagée.
  2. Une fois cette résistance ajoutée, déterminez le courant total circulant dans le circuit.
  3. Si la lampe est utilisée pendant 4 heures, quelle sera la consommation énergétique en joules ?

Correction : La Loi d’Ohm

1. Calcul de la Résistance Supplémentaire

La tension aux bornes de la résistance supplémentaire est la différence entre la tension de la batterie (9V) et la tension nominale de la LED (3V) :

    \[ = 9V - 3V = 6V. \]

En utilisant la loi d’Ohm,

    \[ R = \frac{V}{I}, \]

et sachant que le courant à travers la LED est

    \[ I = \frac{V}{R} = \frac{3V}{15\Omega} = 0.2A, \]

la résistance supplémentaire nécessaire est

    \[ R = \frac{6V}{0.2A} = 30\Omega. \]

2. Calcul du Courant Total dans le Circuit

Le courant total dans un circuit série est le même à travers tous les composants. Ici, il est de 0.2A, comme calculé précédemment.

3. Calcul de la Consommation Énergétique

La puissance consommée par la LED est

    \[ P = V \times I \]

    \[ P = 3V \times 0.2A \]

    \[ P = 0.6W \]

L’énergie consommée sur 4 heures (14400 secondes) est

    \[ E = P \times t \]

    \[ E = 0.6W \times 14400s \]

    \[ E = 8640J \]

En résumé, une résistance supplémentaire de 30 ohms est nécessaire pour que la lampe fonctionne correctement.

Le courant total dans le circuit est de 0.2 ampères, et l’énergie consommée pendant 4 heures est de 8640 joules.

La Loi d’Ohm : Application pratique

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