L'intensité du courant dans une section d'un circuit est directement proportionnelle à la tension et inversement proportionnelle à la résistance électrique d'une section donnée du circuit.

La loi d'Ohm s'écrit :

Où : I - courant (A), U - tension (V), R - résistance (Ohm).

Il faut garder à l'esprit que La loi d'Ohm est fondamentale(de base) et peut être appliqué à tout système physique dans lequel il existe des flux de particules ou des champs qui surmontent la résistance. Il peut être utilisé pour calculer les flux hydrauliques, pneumatiques, magnétiques, électriques, lumineux et thermiques.

La loi d'Ohm définit la relation entre trois grandeurs fondamentales : le courant, la tension et la résistance. Il affirme que le courant est directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance.

Le courant circule d’un point avec un excès d’électrons vers un point avec un déficit d’électrons. Le chemin suivi par le courant s’appelle un circuit électrique. Tous les circuits électriques sont constitués de source actuelle, charges Et conducteurs. La source actuelle fournit la différence de potentiel, ce qui permet au courant de circuler. La source d'alimentation peut être une batterie, un générateur ou un autre appareil. La charge résiste au flux de courant. Cette résistance peut être élevée ou faible, selon le but du circuit. Le courant dans un circuit circule à travers les conducteurs de la source à la charge. Le conducteur doit abandonner facilement les électrons. La plupart des conducteurs utilisent du cuivre.

Le chemin du courant électrique vers une charge peut passer par trois types de circuits : circuit série, circuit parallèle ou circuit série-parallèle. Courant électronique dans. circuit électrique circule de la borne négative de la source de courant, à travers la charge jusqu'à la borne positive de la source de courant.

Tant que ce chemin n’est pas interrompu, le circuit est fermé et le courant circule.

Cependant, si le chemin est interrompu, le circuit s’ouvrira et le courant ne pourra plus le traverser.

Le courant dans un circuit électrique peut être modifié en modifiant soit la tension appliquée, soit la résistance du circuit. Le courant change dans les mêmes proportions que la tension ou la résistance. Si la tension augmente, le courant augmente également. Si la tension diminue, le courant diminue également. En revanche, si la résistance augmente, alors le courant diminue. Si la résistance diminue, le courant augmente. Cette relation entre tension, courant et résistance est appelée loi d’Ohm.

La loi d'Ohm stipule que le courant dans un circuit (série, parallèle ou série-parallèle) est directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance.

Lorsque vous déterminez des quantités inconnues dans un circuit, suivez ces règles :

1. Dessinez un schéma de circuit et étiquetez toutes les quantités connues.
2. Effectuer des calculs pour des circuits équivalents et redessiner le circuit.
3. Calculez les quantités inconnues.

N'oubliez pas : la loi d'Ohm est valable pour n'importe quelle partie du circuit et peut être appliquée à tout moment. Le même courant circule dans un circuit en série et la même tension est appliquée à n'importe quelle branche d'un circuit parallèle.

Histoire de la loi d'Ohm

Georg Ohm, menant des expériences avec un conducteur, a découvert que l'intensité du courant dans un conducteur est proportionnelle à la tension appliquée à ses extrémités. Le coefficient de proportionnalité est appelé conductivité électrique et sa valeur est généralement appelée résistance électrique du conducteur. La loi d'Ohm a été découverte en 1826.

Vous trouverez ci-dessous des animations de circuits illustrant la loi d'Ohm. Notez que (sur la première photo) l'ampèremètre (A) est idéal et a une résistance nulle.

Cette animation montre comment le courant dans un circuit change lorsque la tension appliquée change.

L'animation suivante montre comment le courant dans un circuit change à mesure que la résistance change.

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 câbles ; pour choisir le bon, il faut « estimer » le courant dans la charge, il faut donc utiliser le plus simple lois physiques et les ratios dans la vie quotidienne. L'importance de la loi d'Ohm en génie électrique est colossale ; d'ailleurs, la plupart des diplômes dans les spécialités en génie électrique sont calculés à 70-90 % selon une formule.

Contexte 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 s'est pas limitée à la loi, elle a été nommée d'après son nom de famille ; grandeur 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 décrire un circuit électrique qui ne contient pas de CEM, 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. La signification physique de cette formule est de décrire la dépendance du courant traversant une section du circuit à une résistance et une tension connues.

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

En plus de la relation entre les grandeurs électriques, cette forme 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 de la transition de fils d'aluminium au cuivre dans les réseaux électriques domestiques. La résistivité du cuivre (Ohm pour 1 mètre de longueur) est inférieure à celle de l'aluminium. Respectivement fils de cuivre Ils chauffent moins, supportent des courants élevés, ce qui signifie que vous pouvez utiliser un fil de section plus petite.

Un autre exemple est celui des spirales appareils de chauffage et les résistances ont une résistance spécifique 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 chauffe. Plus le courant est important, plus il y a de collisions, plus l'échauffement est important.

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

Fil R = ρ (L/S)

Où ρ – résistivité en Ohm*mm 2 /m, L – longueur en m, S – 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 individuel a sa propre tension appliquée 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. Vous obtiendrez la résistance totale de deux résistances et il ne vous restera plus qu'à l'ajouter à la 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 variations de ses dimensions soient minimisées au sein de ce segment. C'est ce qu'on appelle la loi d'Ohm sous forme différentielle.

Autrement dit : la densité de courant est directement proportionnelle à la tension et à la conductivité pour une section infiniment petite du 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, elle comprend la résistance de charge active R a et la réactance X (ou R r). Cela est dû à la forme du courant sinusoïdal (et des courants de toute autre forme) et aux paramètres des éléments inductifs, ainsi qu'aux 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 – puissance réactive due au courant alternatif et aux composants inductifs-capacitifs, P – puissance active (répartie 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 enregistré par le compteur domestique, tandis que les entreprises paient pour la pleine puissance.

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

Ici j est l’unité imaginaire, typique de la forme complexe des équations. Il est moins souvent noté i, mais en génie électrique, la valeur efficace du courant alternatif est également notée. Par conséquent, pour ne pas se tromper, il est préférable d'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 bonne formule, fermez-la avec votre doigt la valeur requise et obtenez la réponse sous la forme d’un produit ou d’un 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 du génie électrique ; 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 %. Explorer fondements théoriques, si vous souhaitez devenir un professionnel dans la pratique, et d'autres articles de notre site vous y aideront.

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Pour une section d'un circuit, il s'agit peut-être de la loi la plus applicable en électronique et en génie électrique. Derrière la complexité de sa formulation se cache la simplicité et l'élégance de son application.

Il est formulé comme suit : la quantité de courant dans une section du circuit est directement proportionnelle à la tension appliquée à cette section et inversement proportionnelle à sa résistance :

Il est très facile de retenir cette formule, mais si cela ne fonctionne toujours pas, réalisez un triangle sur du carton comme celui de l'image au début de l'article. C'est le triangle magique de la loi d'Ohm : fermez simplement la valeur que vous souhaitez trouver et le reste du triangle affichera la formule permettant de la trouver.

par exemple, on connaît la tension de fonctionnement d'une ampoule et son courant de fonctionnement (sur les ampoules de lampes de poche, ils sont indiqués directement sur le culot). Quelle est la résistance du filament de cette ampoule ? Tout est très simple, on ferme la résistance dans le triangle et on voit que ce qui reste est la tension divisée par le courant.

Voyons maintenant ce que signifient tous ces mots délicats dans la définition.

Donc, deux mots, ou plutôt phrases intéressants et difficiles à prononcer : directement proportionnels et inversement proportionnels.

Que signifie « l’amplitude du courant est directement proportionnelle à la tension » ? Cela signifie que lorsque la tension dans une section du circuit augmente, le courant dans cette section augmente également. Autrement dit, plus la tension est élevée, plus le courant est élevé. Tout cela est vrai pour une section du circuit avec la même tension.

Quant à « inversement proportionnel à sa résistance », c’est le contraire qui est vrai. Plus la résistance d’une section du circuit est grande, moins le courant la traversera. Cela est vrai si la même résistance est appliquée à cette section.

Examinons l'application de cette loi à exemple simple. Prenons une lampe de poche ordinaire avec une lampe à incandescence dans laquelle sont insérées trois piles « rondes ». Le schéma d'une telle lampe de poche ressemblera à ceci.

Dans ce circuit, GB1 - GB3 sont trois piles, S1 est un interrupteur, HL1 est une ampoule.

Alors, comme il nous le dit La loi d'Ohm : la quantité de courant dans une section du circuit est directement proportionnelle à la tension appliquée à cette section et inversement proportionnelle à sa résistance. Prenons en considération une section du circuit constituée d'une ampoule.

Maintenant, une question simple : qu’est-ce qui détermine la luminosité d’une ampoule ? C'est vrai - sur la force du courant traversant le filament de cette ampoule. Autrement dit, nous pouvons utiliser la luminosité de l’ampoule comme indicateur de l’intensité du courant dans le circuit de la lampe de poche.

Et vraiment, qu'arrivera-t-il à la lueur de l'ampoule si nous retirons une pile et insérons un cavalier à la place ?

Tout circuit électrique contient nécessairement une source énergie électrique et son successeur.

À titre d'exemple, considérons un simple circuit électrique composé d'une batterie et d'une ampoule à incandescence. Une batterie est une source d'énergie électrique, une ampoule en est le récepteur. Il existe une différence de potentiel (+ et -) entre les pôles de la source électrique ; lorsque le circuit est fermé, le processus de son égalisation commence sous l'influence de la force électromotrice, en abrégé EMF. S'écoule à travers la chaîne courant électrique

, en travaillant - en chauffant la spirale d'une ampoule, la spirale commence à briller.
De cette manière, l’énergie électrique est convertie en énergie thermique et en énergie lumineuse. Le courant électrique (J) est le mouvement ordonné des particules chargées, en dans ce cas
- des électrons.

Les électrons ont une charge négative et leur mouvement est donc dirigé vers le pôle positif (+) de la source d'énergie.

Dans ce cas, un champ électromagnétique se forme toujours, se propageant de la source (+) à (-) (vers le mouvement des électrons) à travers un circuit électrique à la vitesse de la lumière. Traditionnellement, on pense que le courant électrique (J) se déplace du pôle positif (+) au pôle négatif (-). Le mouvement ordonné des électrons à travers le réseau cristallin d’une substance conductrice ne se déroule pas sans entrave. Les électrons interagissent avec les atomes d’une substance, provoquant son échauffement.

Ainsi, la substance a résistance(R) courant électrique qui le traverse. Et plus la valeur de la résistance est grande, à même valeur de courant, plus le chauffage est fort. La résistance électrique est une valeur caractérisant la résistance d'un circuit électrique (ou de sa section) au courant électrique, mesurée en Et plus la valeur de la résistance est grande, à même valeur de courant, plus le chauffage est fort. Omaha Traditionnellement, on pense que le courant électrique (J) se déplace du pôle positif (+) au pôle négatif (-).. Électrique tension

Pouvoir.

Découvrez la force actuelle.
Découvrez la tension.
Dans la colonne "Puissance", entrez respectivement la valeur de puissance en watts 2200 (2,2 kW). Appuyez sur le bouton "Découvrir l'intensité actuelle" - nous obtenons le résultat en ampères - 10. Si vous appuyez ensuite sur le bouton "Résistance", vous pourrez également connaître, en complément, la résistance électrique de notre bouilloire, lors de son fonctionnement - 22 ohms.

En utilisant la calculatrice ci-dessus, vous pouvez facilement calculer valeur de résistance totale pour deux résistances connectées en parallèle.

La deuxième loi de Kirchhoff stipule : dans un circuit électrique fermé, la somme algébrique de la force électromotrice est égale à somme algébrique les chutes de tension dans les sections individuelles du circuit. D’après cette loi, pour le circuit représenté sur la figure ci-dessous, on peut écrire :

R rév =R 1 +R 2

C'est-à-dire quand connexion sérieéléments du circuit, la résistance totale du circuit est égale à la somme des résistances de ses éléments constitutifs, et la tension est répartie entre eux, proportionnellement à la résistance de chacun.
Par exemple, dans Guirlande du Nouvel An constitué de 100 petites ampoules identiques dont chacune est conçue pour une tension de 2,5 volts, reliées à un réseau de 220 volts, chaque ampoule aura 220/100 = 2,2 volts.
Et bien sûr, dans cette situation, elle travaillera heureuse pour toujours.

CA.

Le courant alternatif, contrairement au courant continu, n’a pas de sens constant. Par exemple, dans l’électricité domestique ordinaire. les réseaux 220 volts 50 hertz, le plus et le moins changent de place 50 fois par seconde. Lois d'Ohm et de Kirchhoff pour Circuits CC, le courant sont également applicables aux circuits à courant alternatif, mais uniquement aux récepteurs électriques avec actif résistance sous sa forme pure, c'est-à-dire telle que diverses éléments chauffants et les ampoules à incandescence.

De plus, tous les calculs sont effectués avec valide valeurs de courant et de tension. La valeur efficace de la force du courant alternatif est numériquement égale à la force du courant continu thermiquement équivalente. Valeur effective Jvariable = 0,707*Jconstante Valeur effective Uvariable = 0,707*Uconstante Par exemple, dans notre réseau domestique actuel Valeur de tension alternative - 220 volts, et sa valeur maximale (amplitude) =

220*(1 / 0,707) = 310 volts.

Le rôle des lois d'Ohm et de Kirchhoff dans la vie quotidienne d'un électricien. Dans l'exercice de son activité professionnelle, un électricien (absolument n'importe qui) est confronté quotidiennement aux conséquences de ces lois et règles fondamentales, pourrait-on dire, il vit dans leur réalité ; Utilise-t-il des connaissances théoriques acquises avec beaucoup de difficulté dans diverses, pour effectuer les tâches professionnelles quotidiennes ?
En règle générale, non ! Le plus souvent, c’est simple – simplement, en l’absence de tout besoin – de le faire.

Car le travail quotidien d’un électricien normal ne consiste pas du tout en calculs mentaux, mais au contraire en actions physiques claires, précises, affinées au fil des années. Cela ne veut pas dire qu’il ne faut pas réfléchir du tout.

Bien au contraire, après tout, les conséquences d'actes irréfléchis dans cette profession sont parfois très coûteuses.

Parfois, parmi les électriciens, il y a des concepteurs amateurs, mais le plus souvent ce sont des innovateurs. Ces personnes, de temps en temps, utilisent les connaissances théoriques dont elles disposent à bon escient, en développant et en construisant divers appareils, à la fois à des fins personnelles et au profit de leur production locale. Sans connaissance des lois d'Ohm et de Kirchhoff, les calculs des circuits électriques qui composent le circuit du futur appareil sont totalement impossibles.