Resistance

Bonjour,

J’essaie d’avoir de l’intuition pour les différents composants électroniques. J’ai commencé par visionner cette vidéo : https://www.youtube.com/watch?v=G3H5lKoWPpY afin de mieux comprendre la résistance.

Néanmoins une question me tarode. La pile "en haut" à un potentiel $E_h$ et "en bas" un potentiel $E_b$. La tension dans le circuit présenté est donc : $E_h - E_b$. On remarque que $E_h$ est représenté par l’étage en haut et $E_b$ par l’étage en bas.

On est d’accord que si il n’y a pas de resistance (et donc juste un fil) alors tous les électrons restent au potentiel $E_h$. Mais alors que se passe t-il ? puisque la pile à la borne $-$ à un potentiel $E_b$.

De même je ne comprends pas pourquoi l’ajout d’une résistance permet de faire un pont entre $E_h$ et $E_b$. Pourquoi à la sortie de la résistance les électrons sont sur $E_b$ ? Y a t-il une équation qui montre cela ? Si on ajoute deux résistances les électrons se retrouvent ou ? A l’étage $E_b -(E_h-E_b)$ ? Bref, je ne comprends pas trop…

Merci beaucoup !

Alors, en théorie, en faisant passer un courant infini dans un fil qui n’a pas de résistance, tu peux avoir une difference de tension entre les deux extrémités du fil, donc, entre les deux bornes de la pile.

En pratique, que se passe-t-il ? D’abord, le fil a une résistance, si ta pile peut fournir énormément de courant, ton fil va chauffer, fondre, et se séparer en deux, interrompant le courant (possiblement en faisant bruler son isolant). Mais généralement, ta pile ne pourra pas fournir assez de courant: elle fonctionne avec une réaction chimique, qui permet de générer une certaine différence de potentiel, mais, si tu lui demande trop de courant, cette différence va diminuer. Du point de vu électrique, on représente ça par une résistance interne à la pile. Là encore, cette résistance interne peut être faible, et il est possible que tu crées surtout un échauffement thermique dans la pile (la réaction qui fournit le courant peut dégager de la chaleur) et la pile peut s’enflammer.

Que faut-il en retenir ? Que l’électricité fonctionne avec des règles simples, mais qu’on ne dispose jamais de composants parfaits suivant ces règles simples. On se débrouille juste pour les utiliser dans des situations où ils vont se comporter suivant ces règles simples, en évitant les cas problématiques, qui se traduisent souvent, mathématiquement, par une tension ou un courant infinis.

Salut,

En électricité, ce n’est pas forcément évident de développer une intuition. Surtout avec ce genre de vidéo, qui ne fait que tortiller la loi d’Ohm dans tous les sens sans expliquer grand chose. Pour moi, développer une intuition en électronique, c’est plus une question de s’habituer aux lois de l’électronique et de comprendre comment elles fonctionnent. Savoir manipuler les potentiels, différences de potentiel, courants, et comment les différents composants réagissent à tout ça. Ce sont des lois très simples.

Si on cherche à comprendre les composants ou lois de l’électronique plus "intuitivement", on se retrouve à faire des analogies (avec de grosses limitations, y compris si on ne comprend pas les analogies, notamment hydraulique), ou alors à sortir de l’électronique pour faire de la physique plus fondamentale (ce qui n’est pas plus simple).

Une différence de potentiel quantifie à quel point des charges électriques sont capables de transmettre leur énergie (c’est lié au lois fondamentales de l’électromagnétique). Un courant correspond à un mouvement de charges qui essaient de minimiser leur énergie (loi physique très fondamentale, qu’on retrouve en électromagnétique).

Une pile tend à donner de l’énergie aux charges, c’est pour ça qu’on observe une différence de potentiel à ses bornes qui apparaît spontanément. Le phénomène qui fait ça est chimique : les réactions chimiques dans la pile "tirent" des électrons d’un côté et en "pousse" de l’autre. Ce n’est pas de l’électronique.

Dans une résistance, ce sont les caractéristiques du matériau qui tendront à faire perdre de l’énergie aux charges électriques qui le traverse. C’est de la physique des matériaux. Quand on étudie les charges électriques au sein du matériau de la résistance, on peut comprendre un peu mieux pourquoi l’énergie des charges électriques se retrouve transformée en chaleur.

Pour un fil électrique, c’est pareil que pour une résistance, mais beaucoup moins marqué, ce qui fait qu’on aime bien dire qu’ils n’ont pas de résistance du tout, ce qui est une bonne approximation pour beaucoup d’applications.

Bref, tout ça pour dire que l’électronique de base, c’est pas beaucoup plus compliqué que comprendre les grandes lois (loi des noeuds et des mailles, et c’est tout) et les modèles des différents composants (qui peuvent devenir compliqués dans certains cas).

Un courant électrique, c’est un flux de charges électriques.
Les électrons portent une charge électrique, mais aussi les ions (anions et cathions).
Dans une pile, ce sont ces ions qui sont responsables de la différence de potentiel.
Personne n’a jamais "vu" un électron se déplacer dans un fil électrique.
On peut les mettre en évidence dans le vide.

Ensuite, les charges n’ont pas de potentiel. Ce sont les endroits du circuit qui ont un potentiel.

Pour en venir à la vidéo (qui traite en fait de la loi d’Ohm), wikipedia dit avec justesse :
La loi d’Ohm est une loi physique empirique qui lie l’intensité du courant électrique traversant un dipôle électrique à la tension à ses bornes. Cette loi permet de déterminer la valeur d’une résistance.

Si on l’écrit $U = R *I$ , une résistance, c’est un truc qui associe un flux de charges et une différence de potentiel.
L’énergie chimique de la pile est convertie en flux de chaleur.