Qu'est-ce que la loi d'Ohm ?
Les Loi d'Ohm est une formule utilisée pour calculer la relation entre la tension électrique, le courant électrique et la résistance dans un circuit.
Pour les personnes qui s'initient à l'électronique, la loi d'Ohm, U = I x R, est aussi importante que la théorie de la relativité d'Einstein (E = mc²) l'est pour les physiciens.
U = I x R
En clair, cela signifie tension = courant x résistance, ou volt = amp x ohm ou V = A x Ω.
La loi d'Ohm, nommée d'après le physicien allemand Georg Ohm (1789-1854), concerne les quantités les plus importantes dans les circuits :
| La grandeur | Symbole de la voie d'Ohm | Unité de mesure (abréviation) | Rôle dans les circuits | Au cas où vous vous poseriez la question : |
|---|---|---|---|---|
| Tension | U | Volt (V) | Pression activant le flux d'électrons | U = urgere (latin pour ‘propulser’) |
| Actuel | I | Ampère, amp (A) | Vitesse du flux d'électrons | I = intensité |
| Résistance | R | Ohm (Ω) | Inhibe le flux | Ω = lettre grecque oméga |
Si deux de ces valeurs sont connues, les ingénieurs peuvent utiliser la loi d'Ohm pour calculer la troisième. La pyramide peut être modifiée comme suit :
Si la tension (E) et le courant (I) sont connus et que vous voulez calculer la résistance (R), rayez le R dans la pyramide et calculez l'équation restante (voir la première pyramide, à l'extrême gauche, ci-dessus).
Remarque : La résistance ne peut pas être mesurée lorsqu'un circuit fonctionne. La loi d'Ohm est donc particulièrement utile lorsqu'il s'agit de la calculer. Il n'est pas nécessaire de mettre le circuit hors tension pour mesurer la résistance, car en utilisant la variation de la loi d'Ohm ci-dessus, un technicien peut calculer R.
Si la tension (E) et la résistance (R) sont connues et que l'on souhaite obtenir la flux (I), barrez le I dans la pyramide et calculez l'équation restante (voir la pyramide du milieu ci-dessus).
Si l'on connaît le courant (I) et la résistance (R) et que l'on veut calculer la tension (E) calcul, multiplier les deux valeurs du bas de la pyramide l'une par l'autre (voir la troisième pyramide, à l'extrême droite, ci-dessus).
Essayez quelques exemples de calculs pour un circuit série simple avec une source de tension (pile) et une résistance (ampoule). Dans chaque exemple, deux valeurs sont connues. Utilisez la loi d'Ohm pour calculer la troisième.
Exemple 1 : La tension (E) et la résistance (R) sont connues.
Quelle est l'intensité du courant dans le circuit ?
I = U/R = 12 V/6 Ω = 2 A
Exemple 2 : La tension (E) et le courant (I) sont connus.
Quelle est la résistance causée par l'ampoule ?
R = E/I = 24 V/6 A = 4 Ω
Exemple 3 : Le courant (I) et la résistance (R) sont connus. Quelle est la tension ?
Quelle est la tension dans le circuit ?
E = I x R = (5 A)(8 Ω) = 40 V
Lorsque Ohm a publié sa formule en 1827, sa principale conclusion était que la quantité de courant électrique circulant dans un conducteur était directement proportionnel est fonction de la tension à laquelle elle est soumise. En d'autres termes, il faut un volt de pression pour faire passer un ampère de courant à travers un ohm de résistance.
Ce qui peut être validé avec la loi d'Ohm
La loi d'Ohm peut être utilisée pour valider les valeurs statiques des composants du circuit, les niveaux de courant, les entrées de tension et les chutes de tension. Par exemple, si un instrument de mesure observe un courant plus élevé que la normale, cela peut signifier que la résistance a diminué ou que la tension a augmenté, provoquant une situation de haute tension. Cela peut indiquer un problème dans l'alimentation électrique ou dans le circuit.
Dans les circuits de courant continu (CC), une valeur de mesure du courant inférieure à la normale peut signifier que la tension a diminué ou que la résistance du circuit a augmenté. Les causes possibles d'une augmentation de la résistance sont des connexions mauvaises ou lâches, la corrosion et/ou des composants endommagés.
Dans un circuit, les charges absorbent le courant électrique. Il peut s'agir de toutes sortes de composants : petits appareils électriques, ordinateurs, appareils ménagers ou gros moteurs. La plupart de ces composants (charges) sont munis d'une plaque signalétique ou d'un autocollant d'information. Cette plaque indique le certificat de sécurité et divers numéros de référence.
Les techniciens consultent les plaques signalétiques des composants pour connaître les valeurs de tension et de courant standard. Si, lors d'une mesure, un technicien constate que le multimètre numérique ou la pince ampèremétrique enregistre des valeurs différentes des valeurs habituelles, il peut utiliser la loi d'Ohm pour déterminer quelle partie du circuit ne fonctionne pas correctement et quelle pourrait en être la cause.
Connaissances de base sur les circuits.
Comme toute chose, les circuits sont constitués d'atomes. Les atomes, à leur tour, sont constitués de particules subatomiques :
- Protons (avec une charge électrique positive)
- Neutrons (sans charge)
- Electrons (avec une charge négative)
Les atomes sont maintenus ensemble par les forces d'attraction entre le noyau de l'atome et les électrons de la couche externe. Lorsque les atomes d'un circuit sont exposés à une tension, ils se reforment et leurs parties exercent un potentiel d'attraction connu sous le nom de différence de potentiel. Les électrons libres qui s'attirent mutuellement se déplacent vers les protons, créant ainsi un flux d'électrons (courant). Tout matériau dans le circuit qui interfère avec ce courant est considéré comme une résistance.
Référence : Multimètre numérique Principles par Glen A. Mazur, American Technical Publishers.
