La loi d’Ohm est une formule utilisée pour calculer la relation entre la tension, le courant et la résistance dans un circuit électrique.
Pour les étudiants en électronique, la loi d’Ohm (E=IR) est aussi fondamentalement importante que l’équation de relativité d’Einstein (E=mc2) l’est pour les physiciens.
E= I x R
Lorsqu’il est énoncé, cela signifie tension = courant x résistance, ou volts = ampères x ohms, ou V = A x Ω.
Nommée en l’honneur du physicien allemand Georg Ohm (1789-1854), la Loi d’Ohm aborde les grandeurs clés à l’œuvre dans les circuits :
| Quantité | Loi d’Ohm symbole |
Unité de mesure (abréviation) |
Rôle dans les circuits | Au cas où vous vous demanderiez: |
|---|---|---|---|---|
| Tension | E | Volt(V) | Pression qui déclenche le flux d’électrons | E = force électromotrice (terme de l’ancienne école) |
| Courant | I | Ampère, ampère (A) | Taux de flux d’électrons | I = intensité |
| Résistance | R | Ohm(Ω) | Inhibiteur de flux | Ω= Lettre grecque omega |
Si deux de ces valeurs sont connues, les techniciens peuvent reconfigurer la Loi d’Ohm pour calculer la troisième valeur . Il suffit de modifier la pyramide comme suit:
Si vous connaissez la tension (E) et le courant (I) et que vous souhaitez connaître la résistance (R), X-out le R dans la pyramide et calculez l’équation restante (voir la première, ou à l’extrême gauche, pyramide ci-dessus).
Remarque: La résistance ne peut pas être mesurée dans un circuit de fonctionnement, la Loi d’Ohm est donc particulièrement utile lorsqu’elle doit être calculée. Plutôt que d’éteindre le circuit pour mesurer la résistance, un technicien peut déterminer R en utilisant la variation ci-dessus de la loi d’Ohm.
Maintenant, si vous connaissez la tension (E) et la résistance (R) et que vous voulez connaître le courant (I), X-out le I et calculez les deux symboles restants (voir la pyramide du milieu ci-dessus).
Et si vous connaissez le courant (I) et la résistance (R) et que vous voulez connaître la tension (E), multipliez les moitiés inférieures de la pyramide (voir la troisième, ou tout à droite, pyramide ci-dessus).
Essayez quelques exemples de calculs basés sur un circuit série simple, qui ne comprend qu’une seule source de tension (batterie) et de résistance (lumière). Deux valeurs sont connues dans chaque exemple. Utilisez la loi d’Ohm pour calculer la troisième.
Exemple 1: La tension (E) et la résistance (R) sont connues.
Quel est le courant dans le circuit?
I=E/R =12V/6Ω=2A
Exemple 2 : La tension (E) et le courant (I) sont connus.
Quelle est la résistance créée par la lampe?
R=E/I=24V/6A=4Ω
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 =(5A) (8Ω) =40 V
Lorsque Ohm publie sa formule en 1827, sa principale conclusion est que la quantité de courant électrique traversant un conducteur est directement proportionnelle à la tension qui lui est imposée. En d’autres termes, un volt de pression est nécessaire pour pousser un ampli de courant à travers un ohm de résistance.
Ce qu’il faut valider à l’aide de la loi d’Ohm
La loi d’Ohm peut être utilisée pour valider les valeurs statiques des composants du circuit, des niveaux de courant, des alimentations en tension et des chutes de tension. Si, par exemple, un instrument de test détecte une mesure de courant supérieure à la normale, cela peut signifier que la résistance a diminué ou que la tension a augmenté, provoquant une situation de haute tension. Cela pourrait indiquer un problème d’alimentation ou de circuit.
Dans les circuits à courant continu (cc), une mesure de 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 résistance accrue sont des connexions mauvaises ou desserrées, de la corrosion et / ou des composants endommagés.
Les charges dans un circuit puisent du courant électrique. Les charges peuvent être n’importe quel type de composant: petits appareils électriques, ordinateurs, appareils ménagers ou un gros moteur. La plupart de ces composants (charges) ont une plaque signalétique ou un autocollant d’information attaché. Ces plaques signalétiques fournissent une certification de sécurité et plusieurs numéros de référence.
Les techniciens se réfèrent aux plaques signalétiques des composants pour connaître les valeurs de tension et de courant standard. Pendant les tests, si les techniciens constatent que les valeurs habituelles ne s’enregistrent pas sur leurs multimètres numériques ou leurs pinces-compteurs, ils peuvent utiliser la loi d’Ohm pour détecter quelle partie d’un circuit vacille et à partir de cela déterminer où un problème peut se trouver.
La science fondamentale des circuits
Les circuits, comme toute matière, sont faits d’atomes. Les atomes sont constitués de particules subatomiques:
- Protons (avec une charge électrique positive)
- Neutrons (sans charge)
- Électrons (chargés négativement)
Les atomes restent liés entre eux par des forces d’attraction entre le noyau d’un atome et les électrons dans son enveloppe externe. Lorsqu’ils sont influencés par la tension, les atomes d’un circuit commencent à se reformer et leurs composants exercent un potentiel d’attraction appelé différence de potentiel. Les électrons lâches mutuellement attirés se déplacent vers les protons, créant un flux d’électrons (courant). Tout matériau du circuit qui limite ce flux est considéré comme une résistance.