Cela dépend de l'ampleur de l'effet que le courant peut avoir sur le conducteur, qu'il s'agisse d'un effet thermique, chimique ou magnétique du courant. Autrement dit, en ajustant la force du courant, vous pouvez contrôler son effet. Le courant électrique, quant à lui, est le mouvement ordonné des particules sous l’influence d’un champ électrique.

Dépendance du courant et de la tension

Évidemment, plus le champ agit sur les particules, plus l'intensité du courant dans le circuit sera élevée. Un champ électrique est caractérisé par une grandeur appelée tension. Nous arrivons donc à la conclusion que le courant dépend de la tension.

En effet, il a été expérimentalement possible d'établir que l'intensité du courant est directement proportionnelle à la tension. Dans les cas où la tension dans le circuit a été modifiée sans modifier tous les autres paramètres, le courant a augmenté ou diminué du même facteur que la tension a été modifiée.

Connexion avec résistance

Cependant, tout circuit ou section de circuit est caractérisé par une autre quantité importante appelée résistance électrique. La résistance est inversement proportionnelle au courant. Si vous modifiez la valeur de la résistance dans n'importe quelle section du circuit sans modifier la tension aux extrémités de cette section, l'intensité du courant changera également. De plus, si nous réduisons la valeur de la résistance, l’intensité du courant augmentera du même montant. Et inversement, à mesure que la résistance augmente, le courant diminue proportionnellement.

Formule de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit

En comparant ces deux dépendances, on peut arriver à la même conclusion à laquelle est arrivé le scientifique allemand Georg Ohm en 1827. Il a relié les trois grandeurs physiques ci-dessus et en a dérivé une loi qui porte son nom. La loi d'Ohm pour une section d'un circuit stipule :

L'intensité du courant dans une section d'un circuit est directement proportionnelle à la tension aux extrémités de cette section et inversement proportionnelle à sa résistance.

où je suis la force actuelle,
U – tension,
R – résistance.

Application de la loi d'Ohm

La loi d'Ohm est l'une des lois fondamentales de la physique. Sa découverte nous a permis à un moment donné de faire un grand pas en avant dans la science. Actuellement, il est impossible d'imaginer un calcul très élémentaire des grandeurs électriques de base pour n'importe quel circuit sans utiliser la loi d'Ohm. Comprendre cette loi n'est pas le domaine exclusif des ingénieurs électroniciens, mais une partie nécessaire notions de base toute personne plus ou moins instruite. Pas étonnant qu'il y ait un dicton : « Si vous ne connaissez pas la loi d’Ohm, restez chez vous. »

U=IR Et R = U/I

Certes, il faut comprendre que dans un circuit assemblé, la valeur de résistance d'une certaine section du circuit est une valeur constante, par conséquent, lorsque l'intensité du courant change, seule la tension changera et vice versa. Pour changer la résistance d’une section du circuit, le circuit doit être remonté. Le calcul de la valeur de résistance requise lors de la conception et de l'assemblage d'un circuit peut être effectué selon la loi d'Ohm, sur la base des valeurs attendues de courant et de tension qui traverseront une section donnée du circuit.

Pour un électricien et un ingénieur électronicien, l'une des lois fondamentales est la loi d'Ohm. Chaque jour, le travail pose de nouveaux défis à un spécialiste et il est souvent nécessaire de choisir un remplaçant pour une résistance ou un groupe d'éléments grillés. Un électricien doit souvent changer de câble ; pour choisir le bon, il faut « estimer » le courant dans la charge, il faut donc utiliser les lois et relations physiques les plus simples dans Vie courante. L'importance de la loi d'Ohm en génie électrique est d'ailleurs colossale, la plupart thèses les spécialités en génie électrique sont calculées à hauteur de 70 à 90 % à l'aide d'une seule formule.

Référence historique

L'année où la loi d'Ohm a été découverte était en 1826 par le scientifique allemand Georg Ohm. Il a déterminé et décrit empiriquement la loi sur la relation entre le courant, la tension et le type de conducteur. Plus tard, il s’est avéré que le troisième composant n’est rien d’autre qu’une résistance. Par la suite, cette loi a été nommée d'après le découvreur, mais l'affaire ne se limitait pas à la loi ; elle a été nommée d'après son nom de famille quantité physique, en hommage à son travail.

La quantité dans laquelle la résistance est mesurée porte le nom de Georg Ohm. Par exemple, les résistances ont deux caractéristiques principales : la puissance en watts et la résistance - unité de mesure en Ohms, kilo-ohms, méga-ohms, etc.

Loi d'Ohm pour une section de circuit

Pour descriptif circuit électrique ne contenant pas d'EMF, vous pouvez utiliser la loi d'Ohm pour une section du circuit. C'est le plus forme simple enregistrements. Cela ressemble à ceci :

Où I est le courant mesuré en ampères, U est la tension en volts, R est la résistance en Ohms.

Cette formule nous dit que le courant est directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance – c'est la formulation exacte de la loi d'Ohm. Signification physique Cette formule consiste à décrire la dépendance du courant traversant une section du circuit à une résistance et une tension connues.

Attention! Cette formule est valable pour courant continu, Pour courant alternatif il présente de légères différences, nous y reviendrons plus tard.

En plus du rapport des grandeurs électriques ce formulaire nous indique que le graphique du courant en fonction de la tension dans la résistance est linéaire et que l'équation de la fonction est satisfaite :

f(x) = ky ou f(u) = IR ou f(u)=(1/R)*I

La loi d'Ohm pour une section d'un circuit est utilisée pour calculer la résistance d'une résistance dans une section d'un circuit ou pour déterminer le courant qui la traverse à une tension et une résistance connues. Par exemple, nous avons une résistance R avec une résistance de 6 ohms, une tension de 12 V est appliquée à ses bornes. Nous devons savoir quelle quantité de courant la traversera. Calculons :

I=12 V/6 Ohms=2 A

Un conducteur idéal n’a pas de résistance, mais en raison de la structure des molécules de la substance qui le compose, tout corps conducteur possède une résistance. Par exemple, c'est la raison pour laquelle les fils d'aluminium ont été remplacés par des fils de cuivre dans les réseaux électriques domestiques. La résistivité du cuivre (Ohm pour 1 mètre de longueur) est inférieure à celle de l'aluminium. En conséquence, les fils de cuivre chauffent moins et supportent des courants plus élevés, ce qui signifie que vous pouvez utiliser un fil de section plus petite.

Un autre exemple est que les spirales des appareils de chauffage et des résistances ont une résistivité élevée, car sont fabriqués à partir de divers métaux à haute résistivité, tels que le nichrome, le kanthal, etc. Lorsque les porteurs de charge se déplacent à travers un conducteur, ils entrent en collision avec des particules du réseau cristallin, ce qui libère de l'énergie sous forme de chaleur et le conducteur réchauffe. Plus le courant est important, plus il y a de collisions, plus l'échauffement est important.

Pour réduire l'échauffement, le conducteur doit être raccourci ou son épaisseur (section transversale) augmentée. Ces informations peuvent être écrites sous forme de formule :

Fil R = ρ (L/S)

Où ρ est la résistivité en Ohm*mm 2 /m, L est la longueur en m, S est la surface de la section transversale.

Loi d'Ohm pour les circuits parallèles et série

Selon le type de connexion, différents modèles de flux de courant et de distribution de tension sont observés. Pour une section d'un circuit reliant les éléments en série, la tension, le courant et la résistance se trouvent selon la formule :

Cela signifie que le même courant circule dans un circuit composé d'un nombre arbitraire d'éléments connectés en série. Dans ce cas, la tension appliquée à tous les éléments (la somme des chutes de tension) est égale à la tension de sortie de la source d'alimentation. Chaque élément a sa propre tension appliquée individuellement et dépend de l'intensité du courant et de la résistance de celui-ci :

U el = élément I*R

La résistance d'une section de circuit pour les éléments connectés en parallèle est calculée par la formule :

1/R=1/R1+1/R2

Pour une connexion mixte, il faut réduire la chaîne à une forme équivalente. Par exemple, si une résistance est connectée à deux résistances connectées en parallèle, calculez d’abord la résistance de celles connectées en parallèle. Tu auras résistance totale deux résistances et il suffit d'en ajouter une troisième, qui est connectée en série avec elles.

Loi d'Ohm pour un circuit complet

Un circuit complet nécessite une source d'alimentation. Une source d’alimentation idéale est un appareil qui a la seule caractéristique :

• tension, s'il s'agit d'une source de champs électromagnétiques ;
• l'intensité du courant, s'il s'agit d'une source de courant ;

Une telle source d'alimentation est capable de fournir n'importe quelle puissance avec des paramètres de sortie inchangés. Dans une véritable source d'énergie, il existe également des paramètres tels que la puissance et la résistance interne. Essentiellement, la résistance interne est une résistance imaginaire installée en série avec la source EMF.

Formule de la loi d'Ohm pour chaîne complète semble similaire, mais ajoute une résistance IP interne. Pour une chaîne complète, cela s'écrit par la formule :

je = ε/(R+r)

Où ε est la FEM en Volts, R est la résistance de charge, r est la résistance interne de la source d'alimentation.

En pratique, la résistance interne est de fractions d'Ohm, et pour les sources galvaniques, elle augmente considérablement. Vous avez observé cela lorsque deux piles (neuves et mortes) ont la même tension, mais l'une produit le courant requis et fonctionne correctement, et la seconde ne fonctionne pas, car... s'affaisse à la moindre charge.

Loi d'Ohm sous forme différentielle et intégrale

Pour une section homogène du circuit, les formules ci-dessus sont valables ; pour un conducteur non uniforme, il est nécessaire de le diviser en segments les plus courts afin que les changements de ses dimensions soient minimisés au sein de ce segment. C'est ce qu'on appelle la loi d'Ohm forme différentielle.

En d'autres termes : la densité de courant est directement proportionnelle à la tension et conductivité pour une section infiniment petite de conducteur.

Sous forme intégrale :

Loi d'Ohm pour le courant alternatif

Lors du calcul des circuits alternatifs, au lieu du concept de résistance, le concept d'« impédance » est introduit. L'impédance est désignée par la lettre Z et comprend résistance active charge R a et réactance X (ou R r). Cela a à voir avec la forme courant sinusoïdal(et courants de toute autre forme) et paramètres des éléments inductifs, ainsi que lois de commutation :

1. Le courant dans un circuit avec inductance ne peut pas changer instantanément.
2. La tension dans un circuit avec un condensateur ne peut pas changer instantanément.

Ainsi, le courant commence à être en retard ou en avance sur la tension, et la puissance totale est divisée en active et réactive.

XL et XC sont les composants réactifs de la charge.

A cet égard, la valeur cosФ est introduite :

Ici – Q – re puissance active, provoqué par le courant alternatif et les composants inductifs-capacitifs, P – puissance active (distribuée sur les composants actifs), S – puissance apparente, cosФ – facteur de puissance.

Vous avez peut-être remarqué que la formule et sa représentation recoupent le théorème de Pythagore. C'est en effet vrai, et l'angle Ф dépend de l'importance de la composante réactive de la charge - plus elle est grande, plus elle est grande. En pratique, cela conduit au fait que le courant circulant réellement dans le réseau est supérieur à celui pris en compte compteur domestique, les entreprises paient pour la pleine capacité.

Dans ce cas, la résistance se présente sous forme complexe :

Ici j est l’unité imaginaire, typique de la forme complexe des équations. Moins communément noté i, mais en génie électrique, il est également noté valeur effective AC, donc pour éviter toute confusion, il vaut mieux utiliser j.

L'unité imaginaire est égale à √-1. Il est logique qu'il n'existe pas de nombre au carré qui puisse donner un résultat négatif de « -1 ».

Comment se souvenir de la loi d'Ohm

Pour vous souvenir de la loi d'Ohm, vous pouvez mémoriser le libellé en mots simples taper:

Plus la tension est élevée, plus le courant est élevé ; plus la résistance est élevée, plus le courant est faible.

Ou utilisez des images et des règles mnémotechniques. La première est la présentation de la loi d'Ohm sous la forme d'une pyramide - brièvement et clairement.

Une règle mnémonique est une forme simplifiée d’un concept pour une compréhension et une étude simples et faciles. Peut être soit sous forme verbale, soit sous forme graphique. Pour trouver correctement la formule recherchée, couvrez la quantité souhaitée avec votre doigt et obtenez la réponse sous forme de produit ou de quotient. Voici comment cela fonctionne:

La seconde est une représentation caricaturale. C'est montré ici : plus Ohm essaie, plus il est difficile pour l'Ampère de passer, et plus il y a de Volts, plus il est facile pour l'Ampère de passer.

La loi d'Ohm est l'une des lois fondamentales de l'électrotechnique ; sans sa connaissance, la plupart des calculs sont impossibles. Et dans le travail quotidien, il est souvent nécessaire de convertir ou de déterminer le courant par résistance. Il n'est pas du tout nécessaire de comprendre sa dérivation et l'origine de toutes les quantités - mais les formules finales doivent être maîtrisées. En conclusion, je voudrais noter qu'il existe une vieille blague parmi les électriciens : "Si vous ne connaissez pas Om, restez chez vous." Et si chaque blague a une part de vérité, alors ici cette part de vérité est à 100 %. Étudiez les fondements théoriques si vous souhaitez devenir professionnel dans la pratique, et d'autres articles de notre site vous y aideront.

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En 1827, Georg Ohm publia ses recherches, qui constituent la base de la formule utilisée encore aujourd'hui. Ohm a réalisé une grande série d'expériences montrant la relation entre la tension appliquée et le courant circulant dans un conducteur.

Cette loi est empirique, c'est-à-dire basée sur l'expérience. La désignation « Ohm » est adoptée comme unité SI officielle pour la résistance électrique.

Loi d'Ohm pour une section de circuit stipule que électricité dans un conducteur est directement proportionnelle à la différence de potentiel et inversement proportionnelle à sa résistance. En tenant compte du fait que la résistance du conducteur (à ne pas confondre) est une valeur constante, nous pouvons la formuler avec la formule suivante :

• I - courant en ampères (A)
• V - tension en volts (V)
• R - résistance en ohms (Ohm)

Pour plus de clarté : une résistance d'une résistance de 1 Ohm, traversée par un courant de 1 A, a une différence de potentiel (tension) de 1 V à ses bornes.

Le physicien allemand Kirchhoff (célèbre pour ses règles de Kirchhoff) a fait une généralisation plus utilisée en physique :

• σ – conductivité matérielle
• J - densité de courant
• E est le champ électrique.

Loi d'Ohm et résistance

Les résistances sont des éléments passifs qui opposent une résistance au flux de courant électrique dans un circuit. , qui fonctionne conformément à la loi d'Ohm, est appelée résistance ohmique. Lorsque le courant traverse une telle résistance, la chute de tension à ses bornes est proportionnelle à la valeur de la résistance.

La formule d'Ohm reste valable pour les circuits avec tension alternative et un choc électrique. La loi d'Ohm ne convient pas aux condensateurs et aux inductances, car leur caractéristique courant-tension (caractéristique voltampère) n'est essentiellement pas linéaire.

La formule d'Ohm s'applique également aux circuits comportant plusieurs résistances, qui peuvent être connectées en série, en parallèle ou mixtes. Les groupes de résistances connectées en série ou en parallèle peuvent être simplifiés en tant que résistance équivalente.

Les articles sur et la connexion décrivent plus en détail comment procéder.

Le physicien allemand Georg Simon Ohm a publié sa théorie complète de l'électricité en 1827 sous le nom de « théorie des circuits galvaniques ». Il a découvert que la chute de tension dans une section d’un circuit est le résultat du travail du courant circulant à travers la résistance de cette section du circuit. Cela constitue la base du droit que nous utilisons aujourd’hui. La loi est l'une des équations de base des résistances.

Loi d'Ohm - formule

La formule de la loi d'Ohm peut être utilisée lorsque deux des trois variables sont connues. La relation entre la résistance, le courant et la tension peut s’écrire de différentes manières. Le triangle d'Ohm peut être utile pour l'assimilation et la mémorisation.

Vous trouverez ci-dessous deux exemples d'utilisation d'un tel calculateur triangulaire.

Nous avons une résistance d'une résistance de 1 Ohm dans un circuit avec une chute de tension de 100 V à 10 V à ses bornes.Quel courant traverse cette résistance ?Le triangle nous rappelle que :
Nous avons une résistance d'une résistance de 10 Ohms à travers laquelle circule un courant de 2 Ampères à une tension de 120V.Quelle sera la chute de tension aux bornes de cette résistance ?L'utilisation d'un triangle nous montre que :Ainsi, la tension au niveau de la broche sera de 120-20 = 100 V.

Loi d'Ohm - Puissance

Lorsque le courant électrique traverse une résistance, il se dissipe une certaine part puissance sous forme de chaleur.

La puissance est fonction du courant circulant I (A) et de la tension appliquée V (V) :

• P - puissance en watts (V)

En combinaison avec la loi d'Ohm pour une section d'un circuit, la formule peut être convertie sous la forme suivante :

Une résistance idéale dissipe toute l’énergie et ne stocke aucune énergie électrique ou magnétique. Chaque résistance a une limite quant à la quantité de puissance qui peut être dissipée sans endommager la résistance. C'est le pouvoir appelé nominal.

Les conditions environnementales peuvent diminuer ou augmenter cette valeur. Par exemple, si l’air ambiant est chaud, alors la capacité de la résistance à dissiper l’excès de chaleur diminue, et à l’inverse, lorsque la température ambiante est basse, la capacité de dissipation de la résistance augmente.

En pratique, les résistances sont rarement désignées puissance nominale. Cependant, la plupart des résistances sont évaluées à 1/4 ou 1/8 watt.

Ci-dessous se trouve diagramme circulaire, qui vous aidera à déterminer rapidement la relation entre la puissance, le courant, la tension et la résistance. Pour chacun des quatre paramètres, il montre comment calculer sa valeur.

Loi d'Ohm - calculatrice

Le calculateur en ligne La loi d'Ohm nous permet de déterminer la relation entre la force actuelle, tension électrique, résistance des conducteurs et puissance. Pour calculer, entrez deux paramètres et cliquez sur le bouton Calculer.

Tout le génie électrique appliqué est basé sur un dogme : c'est la loi d'Ohm pour une section d'un circuit. Sans comprendre le principe de cette loi, il est impossible de commencer à la mettre en pratique, car cela conduit à de nombreuses erreurs. Il est logique de rafraîchir ces connaissances ; dans l'article nous rappellerons l'interprétation de la loi élaborée par Ohm pour une section homogène et inhomogène et une chaîne complète.

Formulation classique

Il s'agit d'une version simple de l'interprétation que nous connaissons de l'école.

La formule sous forme intégrale aura la forme suivante :

Autrement dit, en augmentant la tension, nous augmentons ainsi le courant. Alors qu'une augmentation d'un paramètre tel que « R » entraîne une diminution de « I ». Naturellement, sur la figure, la résistance du circuit est représentée comme un seul élément, bien qu'il puisse s'agir d'une connexion en série, parallèle (même arbitraire) de plusieurs conducteurs.

Nous ne présenterons pas la loi sous forme différentielle, car sous cette forme, elle n'est généralement utilisée qu'en physique.

Unités de mesure acceptées

Il faut tenir compte du fait que tous les calculs doivent être effectués dans les unités de mesure suivantes :

• tension – en volts ;
• courant en ampères
• résistance en ohms.

Si vous rencontrez d'autres quantités, elles devront être converties en valeurs généralement acceptées.

Formulation en circuit complet

L'interprétation pour un circuit complet sera légèrement différente que pour une section, puisque la loi compilée par Ohm prend également en compte le paramètre « r », cette résistance Source CEM. La figure ci-dessous illustre un tel diagramme.

En tenant compte de « r » EMF, la formule apparaîtra comme suit :

Notez que si « R » est rendu égal à 0, alors il devient possible de calculer le « I » qui se produit lors d'un court-circuit.

La tension sera inférieure à la FEM, elle peut être déterminée par la formule :

En fait, la chute de tension est caractérisée par le paramètre « I*r ». Cette propriété est caractéristique de nombreuses alimentations galvaniques.

Section inhomogène du circuit DC

Ce type désigne un site où, en plus de charge électrique d'autres forces agissent. Une image d'une telle section est présentée dans la figure ci-dessous.

La formule d'un tel article (loi généralisée) aura la forme suivante :

Courant alternatif

Si le circuit connecté au courant alternatif est équipé d'une capacité et/ou d'une inductance (bobine), le calcul est effectué en tenant compte des valeurs de leur réactance. Une forme simplifiée de la loi ressemblerait à ceci :

Où « Z » représente l'impédance, il s'agit d'une quantité complexe composée de résistances active (R) et passive (X).

Utilisation pratique

Vidéo : Loi d'Ohm pour une section de circuit - pratique de calcul de circuits.

En fait, cette loi peut s’appliquer à n’importe quelle partie de la chaîne. Un exemple est montré dans la figure.

À l'aide d'un tel plan, vous pouvez calculer toutes les caractéristiques nécessaires pour une section non ramifiée. Regardons des exemples plus détaillés.
Trouver la force actuelle
Considérons maintenant un exemple plus spécifique, disons qu'il est nécessaire de connaître le courant circulant dans une lampe à incandescence. Conditions:

• Tension – 220 V ;
• Filament R – 500 Ohms.

La solution au problème ressemblera à ceci : 220 V/500 Ohm = 0,44 A.

Considérons un autre problème avec les conditions suivantes :

• R = 0,2 MOhm ;
• U=400 V.

Dans ce cas, vous devrez tout d'abord effectuer la conversion : 0,2 MOhm = 200 000 Ohm, après quoi vous pourrez commencer à résoudre : 400 V/200 000 Ohm = 0,002 A (2 mA).
Calcul de tension
Pour résoudre ce problème, nous utiliserons également la loi compilée par Ohm. Donc la tâche :

• R = 20 kOhms ;
• I=10 mA.

Transformons les données sources :

• 20 kOhms = 20 000 Ohms ;
• 10 mA = 0,01 A.

Solution : 20 000 Ohms x 0,01 A = 200 V.

N'oubliez pas de convertir les valeurs, car bien souvent le courant peut être indiqué en milliampères.

Résistance.

Malgré le fait que la forme générale de la méthode de calcul du paramètre « R » ressemble à la recherche de la valeur « I », il existe des différences fondamentales entre ces options. Si le courant peut varier en fonction de deux autres paramètres, alors R (en pratique) a une valeur constante. Autrement dit, à la base, il est représenté comme une constante immuable.

Si le même courant (I) traverse deux sections différentes, alors que la tension appliquée (U) diffère, alors, sur la base de la loi que nous considérons, nous pouvons dire avec confiance que là où basse tension"R" sera le plus petit.

Considérons le cas où il existe des courants différents et la même tension dans des zones non connectées. Selon la loi d'Ohm, un courant important sera caractéristique d'un petit paramètre "R".

Regardons quelques exemples.

Disons qu'il existe un circuit auquel la tension U=50 V est appliquée et le courant consommé I=100 mA. Pour trouver le paramètre manquant, il faut utiliser 50 V / 0,1 A (100 mA), au final la solution sera de 500 Ohms.

La caractéristique courant-tension vous permet de démontrer clairement la dépendance proportionnelle (linéaire) de la loi. La figure ci-dessous est un graphique d'une section avec une résistance égale à un ohm (presque comme une représentation mathématique de la loi d'Ohm).

Image de la caractéristique courant-tension, où R=1 Ohm

Illustration des caractéristiques courant-tension

L'axe vertical du graphique affiche le courant I (A), l'axe horizontal affiche la tension U (V). Le graphique lui-même se présente sous la forme d'une ligne droite, qui affiche clairement la dépendance à la résistance, qui reste inchangée. Par exemple, à 12 V et 12 A, « R » sera égal à un ohm (12 V/12 A).

Veuillez noter que la caractéristique courant-tension affichée ne montre que des valeurs positives. Cela indique que le circuit est conçu pour permettre au courant de circuler dans une direction. Lorsque la direction opposée est autorisée, le graphique continuera avec des valeurs négatives.

A noter que les équipements dont la caractéristique courant-tension est affichée sous forme de ligne droite sont dits linéaires. Le même terme est utilisé pour désigner d’autres paramètres.

En plus des équipements linéaires, il existe divers appareils dont le paramètre « R » peut changer en fonction du courant ou de la tension appliquée. Dans ce cas, la loi d'Ohm ne peut pas être utilisée pour calculer la dépendance. Un équipement de ce type est appelé non linéaire, par conséquent, ses caractéristiques courant-tension ne seront pas affichées sous forme de lignes droites.

Conclusion

Comme mentionné au début de l'article, tout le génie électrique appliqué est basé sur la loi compilée par Ohm. La méconnaissance de ce principe de base peut conduire à des calculs incorrects, ce qui entraînera un accident.

La formation des électriciens en tant que spécialistes commence par des études fondements théoriques ingénierie électrique. Et la première chose à retenir est la loi d’Ohm, puisque presque tous les calculs des paramètres des circuits électriques à des fins diverses sont effectués sur cette base.

Comprendre la loi fondamentale du génie électrique vous aidera à mieux comprendre le fonctionnement des équipements électriques et de leurs principaux composants. Cela aura un effet positif sur la maintenance pendant le fonctionnement.

Tests indépendants, développement et étude expérimentale des composants de l'équipement - tout cela est grandement simplifié si vous utilisez la loi d'Ohm pour une section du circuit. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire d'effectuer toutes les mesures, il suffit de prendre quelques paramètres et, après avoir effectué des calculs simples, d'obtenir les valeurs requises.

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La loi d'Ohm

La figure montre un schéma d'un circuit électrique simple et familier. Ce circuit fermé est constitué de trois éléments :

• source de tension – batteries GB ;
• consommateur de courant - charge R, qui peut être, par exemple, un filament lampe électrique ou résistance ;
• conducteurs reliant la source de tension à la charge.

À propos, si ce circuit est complété par un interrupteur, il s'avérera schéma complet lampe de poche électrique de poche. La charge R, qui possède une certaine résistance, est une section du circuit.

La valeur du courant dans cette section du circuit dépend de la tension qui y agit et de sa résistance : plus la tension est élevée et plus la résistance est faible, plus le courant circulera dans la section du circuit.

Cette dépendance du courant à la tension et à la résistance est exprimée par la formule suivante :

• I – courant, exprimé en ampères, A ;
• U – tension en volts, V ;
• R – résistance en ohms, Ohm.

Cette expression mathématique se lit comme suit : le courant dans une section du circuit est directement proportionnel à la tension qui la traverse et inversement proportionnel à sa résistance. Il s'agit de la loi fondamentale du génie électrique, appelée loi d'Ohm (d'après le nom de famille de G. Ohm) pour une section d'un circuit électrique. En utilisant la loi d'Ohm, vous pouvez découvrir la tierce inconnue à partir de deux grandeurs électriques connues. Voici quelques exemples application pratique La loi d'Ohm :

1. Premier exemple. Une tension de 25 V est appliquée à une section du circuit avec une résistance de 5 ohms. Il est nécessaire de connaître la valeur du courant dans cette section du circuit. Solution : I = U/R = 25 / 5 = 5 A.
2. Deuxième exemple. Une tension de 12 V agit sur une section du circuit, y créant un courant de 20 mA. Quelle est la résistance de cette section du circuit ? Tout d'abord, le courant 20 mA doit être exprimé en ampères. Ce sera 0,02 A. Alors R = 12 / 0,02 = 600 Ohms.
3. Troisième exemple. Un courant de 20 mA traverse une section d'un circuit avec une résistance de 10 kOhm. Quelle est la tension agissant sur cette section du circuit ? Ici comme dans l'exemple précédent, le courant doit être exprimé en ampères (20 mA = 0,02 A), la résistance en ohms (10 kOhm = 10000 Ohms). Par conséquent, U = IR = 0,02 × 10 000 = 200 V.

Le culot de la lampe à incandescence d'une lampe de poche plate est marqué de : 0,28 A et 3,5 V. Que signifie cette information ? Le fait que l'ampoule brillera normalement à un courant de 0,28 A, qui est déterminé par une tension de 3,5 V. En utilisant la loi d'Ohm, il est facile de calculer que le filament chauffé de l'ampoule a une résistance R = 3,5 / 0,28 = 12,5 ohms.

C'est la résistance du filament chauffé de l'ampoule ; la résistance du filament refroidi est bien moindre. La loi d'Ohm s'applique non seulement à une section, mais également à l'ensemble du circuit électrique. Dans ce cas, la valeur de R est substituée résistance totale tous les éléments du circuit, y compris la résistance interne de la source de courant. Cependant, dans les calculs de circuit les plus simples, la résistance des conducteurs de connexion et résistance interne source actuelle.

A cet égard, il faut donner un autre exemple : la tension du réseau d'éclairage électrique est de 220 V. Quel courant circulera dans le circuit si la résistance de charge est de 1000 Ohms ? Solution : I = U/R = 220 / 1000 = 0,22 A. Un fer à souder électrique consomme approximativement ce courant.

Toutes ces formules, qui découlent de la loi d’Ohm, peuvent également être utilisées pour calculer des circuits à courant alternatif, mais à condition qu’il n’y ait ni inductances ni condensateurs dans les circuits.

La loi d'Ohm et les formules de calcul qui en dérivent sont assez faciles à retenir si vous l'utilisez diagramme graphique, c'est ce qu'on appelle le triangle de la loi d'Ohm.

Il est facile d’utiliser ce triangle ; rappelez-vous simplement que la ligne horizontale qu’il contient représente le signe de division (semblable à la ligne fractionnaire), et ligne verticale signifie le signe de multiplication.

Nous devons maintenant considérer la question suivante : comment une résistance connectée dans le circuit en série avec la charge ou en parallèle affecte-t-elle le courant ? Il vaut mieux comprendre cela avec un exemple. Il existe une ampoule d'une lampe de poche électrique ronde, conçue pour une tension de 2,5 V et un courant de 0,075 A. Est-il possible d'alimenter cette ampoule à partir d'une pile 3336L dont la tension initiale est de 4,5 V ?

Il est facile de calculer que le filament chauffé de cette ampoule a une résistance légèrement supérieure à 30 ohms. Si vous l’alimentez à partir d’une nouvelle pile 3336L, alors, selon la loi d’Ohm, un courant circulera à travers le filament de l’ampoule, presque deux fois le courant pour lequel elle est conçue. Le fil ne résistera pas à une telle surcharge, il surchauffera et s'effondrera. Mais cette ampoule peut toujours être alimentée par une pile de 336 L si une résistance supplémentaire de 25 Ohms est connectée en série avec le circuit.

Dans ce cas, la résistance totale du circuit externe sera d'environ 55 Ohms, soit 30 Ohms - la résistance du filament de l'ampoule H plus 25 Ohms - la résistance de la résistance supplémentaire R. Par conséquent, un courant égal à environ 0,08 A circulera dans le circuit, c'est-à-dire presque la même chose pour laquelle le filament d'une ampoule est conçu.

Cette ampoule peut être alimentée par une batterie et avec plus haute tension et même du réseau d'éclairage électrique, si vous sélectionnez une résistance de résistance appropriée. Dans cet exemple, une résistance supplémentaire limite le courant dans le circuit à la valeur dont nous avons besoin. Plus sa résistance est grande, moins le courant dans le circuit sera faible. Dans ce cas, deux résistances étaient connectées en série au circuit : la résistance du filament de l'ampoule et la résistance de la résistance. Et quand connexion série le courant de résistance est le même en tous points du circuit.

Vous pouvez allumer l’ampèremètre à tout moment et il affichera la même valeur partout. Ce phénomène peut être comparé à l’écoulement de l’eau dans une rivière. Le lit de la rivière dans différentes zones peut être large ou étroit, profond ou peu profond. Cependant, pendant un certain temps, à travers la section transversale de n'importe quelle section du lit de la rivière, il passe toujours le même numéro eau.

Une résistance supplémentaire connectée en série avec la charge peut être considérée comme une résistance qui « éteint » une partie de la tension agissant dans le circuit. La tension qui s'éteint par la résistance supplémentaire, ou, comme on dit, chute à ses bornes, sera d'autant plus grande que la résistance de cette résistance est grande. Connaissant le courant et la résistance de la résistance supplémentaire, la chute de tension à ses bornes peut être facilement calculée en utilisant la même formule familière U = IR, ici :

• U – chute de tension, V ;
• I – courant dans le circuit, A ;
• R – résistance de la résistance supplémentaire, Ohm.

Par rapport à l'exemple, la résistance R (voir figure) a éteint la surtension : U = IR = 0,08 × 25 = 2 V. La tension restante de la batterie, égale à environ 2,5 V, est tombée sur les filaments de l'ampoule. La résistance requise peut être trouvée à l'aide d'une autre formule qui vous est familière : R = U/I, où :

• R – la résistance requise de la résistance supplémentaire, Ohm ;
• U – tension qui doit être éteinte, V ;
• I – courant dans le circuit, A.

Pour l'exemple considéré, la résistance de la résistance supplémentaire est : R = U/I = 2/0,075, 27 Ohm. En modifiant la résistance, vous pouvez diminuer ou augmenter la tension qui chute aux bornes de la résistance supplémentaire, régulant ainsi le courant dans le circuit. Mais la résistance supplémentaire R dans un tel circuit peut être variable, c'est-à-dire une résistance dont la résistance peut être modifiée (voir figure ci-dessous).

Dans ce cas, à l'aide du curseur de résistance, vous pouvez modifier en douceur la tension fournie à la charge H, et donc réguler en douceur le courant circulant à travers cette charge. Une résistance variable connectée de cette manière s’appelle un rhéostat. Les rhéostats sont utilisés pour réguler les courants dans les circuits des récepteurs, des téléviseurs et des amplificateurs. Dans de nombreux cinémas, des rhéostats étaient utilisés pour tamiser en douceur la lumière dans la salle. Il existe une autre façon de connecter la charge à une source de courant avec une surtension - également en utilisant une résistance variable, mais reliée par un potentiomètre, c'est-à-dire un diviseur de tension, comme le montre la figure ci-dessous.

Ici, R1 est une résistance connectée par un potentiomètre et R2 est une charge, qui peut être la même ampoule à incandescence ou un autre appareil. Une chute de tension se produit aux bornes de la résistance R1 de la source de courant, qui peut être partiellement ou totalement fournie à la charge R2. Lorsque le curseur de la résistance est dans sa position la plus basse, aucune tension n'est fournie à la charge (s'il s'agit d'une ampoule, elle ne s'allumera pas).

Au fur et à mesure que le curseur de la résistance monte, nous appliquerons de plus en plus de tension à la charge R2 (s'il s'agit d'une ampoule, son filament brillera). Lorsque le curseur de la résistance R1 est dans la position la plus haute, toute la tension de la source de courant sera appliquée à la charge R2 (si R2 est une ampoule de lampe de poche et que la tension de la source de courant est élevée, le filament de l'ampoule brûlera dehors). Vous pouvez trouver expérimentalement la position du moteur à résistance variable à laquelle la tension dont il a besoin sera fournie à la charge.

Les résistances variables activées par des potentiomètres sont largement utilisées pour contrôler le volume dans les récepteurs et les amplificateurs. La résistance peut être directement connectée en parallèle avec la charge. Dans ce cas, le courant dans cette section du circuit se divise et emprunte deux chemins parallèles : à travers la résistance supplémentaire et la charge principale. Le courant le plus important sera dans la branche ayant le moins de résistance.

La somme des courants des deux branches sera égale au courant dépensé pour alimenter le circuit externe. À connexion parallèle sont utilisés dans les cas où il est nécessaire de limiter le courant non pas dans tout le circuit, comme lors de la connexion d'une résistance supplémentaire en série, mais uniquement dans une certaine section. Des résistances supplémentaires sont connectées, par exemple, en parallèle avec des milliampèremètres, afin de pouvoir mesurer des courants importants. De telles résistances sont appelées shunts ou shunts. Le mot shunt signifie une branche.