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 déclare que le courant électrique dans un conducteur est directement proportionnel à la différence de potentiel et inversement proportionnel à sa résistance. En tenant compte du fait que la résistance du conducteur (à ne pas confondre avec) 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- 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 à tension et courant alternatifs. 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 100V à 10V 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 dissipe une certaine quantité d’énergie 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 ont rarement une puissance nominale. Cependant, la plupart des résistances sont évaluées à 1/4 ou 1/8 watt.

Vous trouverez ci-dessous un 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 vous permet de déterminer la relation entre l'intensité du courant, la tension électrique, la résistance des conducteurs et la puissance. Pour calculer, entrez deux paramètres et cliquez sur le bouton Calculer.

Georg Simon Ohm a commencé ses recherches en s'inspirant du célèbre ouvrage de Jean Baptiste Fourier, « La théorie analytique de la chaleur ». Dans ce travail, Fourier a représenté le flux de chaleur entre deux points comme une différence de température, et le changement flux de chaleur associé à son passage à travers un obstacle forme irrégulière en matériau calorifuge. De même, Ohm a provoqué l’apparition d’un courant électrique par une différence de potentiel.

Sur cette base, Om a commencé à expérimenter différents matériaux conducteur. Afin de déterminer leur conductivité, il les a connectés en série et a ajusté leur longueur pour que le courant soit le même dans tous les cas.

Il était important pour de telles mesures de sélectionner des conducteurs de même diamètre. Ohm, mesurant la conductivité de l'argent et de l'or, a obtenu des résultats qui, selon les données modernes, ne sont pas précis. Ainsi, le conducteur en argent d'Ohm conduisait moins de courant électrique que l'or. Om lui-même a expliqué cela en disant que son conducteur en argent était recouvert d'huile et que, apparemment, l'expérience n'avait pas donné de résultats précis.

Cependant, ce n'était pas le seul problème avec lequel les physiciens qui à cette époque étaient engagés dans des expériences similaires avec l'électricité avaient des problèmes. De grandes difficultés avec l'exploitation minière matériaux purs sans impuretés pour les expériences, les difficultés de calibrage du diamètre du conducteur ont faussé les résultats des tests. Un problème encore plus important était que l'intensité du courant changeait constamment au cours des tests, puisque la source du courant était des éléments chimiques alternés. Dans de telles conditions, Ohm a dérivé une dépendance logarithmique du courant sur la résistance du fil.

Un peu plus tard, le physicien allemand Poggendorff, spécialisé en électrochimie, propose à Ohm de remplacer les éléments chimiques par un thermocouple composé de bismuth et de cuivre. Om recommença ses expériences. Cette fois, il a utilisé un appareil thermoélectrique alimenté par l'effet Seebeck comme batterie. Il y connecta en série 8 conducteurs en cuivre de même diamètre, mais de longueurs différentes. Pour mesurer le courant, Ohm a suspendu une aiguille magnétique au-dessus des conducteurs à l'aide d'un fil métallique. Le courant parallèle à cette flèche la déplaçait sur le côté. Lorsque cela se produisait, le physicien tordait le fil jusqu'à ce que la flèche revienne à sa position d'origine. En fonction de l'angle auquel le fil était tordu, on pouvait juger de la valeur du courant.

À la suite d'une nouvelle expérience, Ohm est parvenu à la formule :

X = a / b + l

Ici X- intensité champ magnétique fils, je– la longueur du fil, un– tension source constante, b– constante de résistance des éléments restants du circuit.

Si nous nous tournons vers des termes modernes pour décrire cette formule, nous obtenons que X– la force actuelle, UN– FEM de la source, b+l– résistance totale du circuit.

Loi d'Ohm pour une section de circuit

La loi d'Ohm pour une section distincte d'un circuit stipule : l'intensité du courant dans une section d'un circuit augmente à mesure que la tension augmente et diminue à mesure que la résistance de cette section augmente.

Je = U/R

Sur la base de cette formule, nous pouvons décider que la résistance du conducteur dépend de la différence de potentiel. D’un point de vue mathématique, c’est correct, mais d’un point de vue physique, c’est faux. Cette formule s'applique uniquement au calcul de la résistance sur une section distincte du circuit.

Ainsi, la formule de calcul de la résistance du conducteur prendra la forme :

R = p ⋅l/s

Loi d'Ohm pour un circuit complet

La différence entre la loi d'Ohm chaîne complète de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit est qu'il faut désormais prendre en compte deux types de résistance. Il s'agit de « R » la résistance de tous les composants du système et « r » la résistance interne de la source de force électromotrice. La formule devient donc :

je = U / R + r

Loi d'Ohm pour le courant alternatif

Le courant alternatif diffère du courant continu dans la mesure où il évolue sur certaines périodes. Concrètement, cela change de sens et de direction. Pour appliquer ici la loi d'Ohm, vous devez tenir compte du fait que la résistance dans un circuit à courant continu peut différer de la résistance dans un circuit à courant alternatif. Et cela diffère si des composants avec réactance sont utilisés dans le circuit. La réactance peut être inductive (bobines, transformateurs, selfs) ou capacitive (condensateur).

Essayons de comprendre quelle est la vraie différence entre la résistance réactive et active dans un circuit avec courant alternatif. Vous devez déjà comprendre que la valeur de la tension et du courant dans un tel circuit change avec le temps et, en gros, a une forme d'onde.

Si nous schématisons l'évolution de ces deux valeurs au fil du temps, nous obtenons une onde sinusoïdale. La tension et le courant montent de zéro à une valeur maximale, puis, tombant, passent valeur nulle et atteindre une valeur négative maximale. Après cela, ils remontent de zéro jusqu'à la valeur maximale et ainsi de suite. Quand on dit que le courant ou la tension est négatif, cela signifie qu’il se déplace dans la direction opposée.

L'ensemble du processus se produit avec une certaine fréquence. Le point où la valeur de tension ou de courant depuis la valeur minimale jusqu’à la valeur maximale passe par zéro est appelé phase.

En fait, ce n'est qu'une préface. Revenons à la résistance réactive et active. La différence est que dans un circuit à résistance active, la phase du courant coïncide avec la phase de tension. Autrement dit, la valeur du courant et la valeur de la tension atteignent un maximum dans une direction en même temps. Dans ce cas, notre formule de calcul de tension, de résistance ou de courant ne change pas.

Si le circuit contient une réactance, les phases du courant et de la tension s'écartent l'une de l'autre d'un quart de période. Cela signifie que lorsque le courant atteint sa valeur maximale, la tension sera nulle et vice versa. Lorsqu'une réactance inductive est appliquée, la phase de tension « dépasse » la phase de courant. Lorsqu'une capacité est appliquée, la phase actuelle « dépasse » la phase de tension.

Formule de calcul de la chute de tension aux bornes de la réactance inductive :

U = je ⋅ωL

Où L est l'inductance de la réactance, et ω – fréquence angulaire (dérivée temporelle de la phase d'oscillation).

Formule de calcul de la chute de tension aux bornes de la capacité :

U = Je / ω ⋅ C

AVEC– capacité de réactance.

Ces deux formules sont des cas particuliers de la loi d'Ohm pour les circuits variables.

La version complète ressemblera à ceci :

I=U/Z

Ici Z– résistance totale circuit variable connue sous le nom d’impédance.

Tels que le courant électrique, la tension, la résistance et la puissance. Le temps est venu pour les lois électriques fondamentales, pour ainsi dire, la base, sans connaissance et compréhension, dont il est impossible d'étudier et de comprendre. circuits électroniques et appareils.

La loi d'Ohm

Le courant électrique, la tension, la résistance et la puissance sont certainement liés. Et la relation entre eux est sans aucun doute décrite par la loi électrique la plus importante - La loi d'Ohm. Sous une forme simplifiée, cette loi s'appelle : Loi d'Ohm pour une section de circuit. Et cette loi ressemble à ceci :

"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."

Pour une application pratique, la formule de la loi d'Ohm peut être représentée sous la forme d'un tel triangle qui, en plus de la représentation principale de la formule, aidera à déterminer d'autres quantités.

Le triangle fonctionne comme suit. Pour calculer l'une des quantités, il suffit de la couvrir avec votre doigt. Par exemple:

Dans l’article précédent, nous avons fait une analogie entre l’électricité et l’eau et identifié la relation entre la tension, le courant et la résistance. En outre, une bonne interprétation de la loi d’Ohm peut être la figure suivante, qui montre clairement l’essence de la loi :

Nous y voyons que l'homme « Volt » (tension) pousse l'homme « Ampère » (courant) à travers un conducteur, qui rassemble l'homme « Ohm » (résistance). Il s'avère donc que quoi résistance plus forte comprime le conducteur, plus il est difficile pour le courant de le traverser (« l'intensité du courant est inversement proportionnelle à la résistance de la section du circuit » - ou plus la résistance est grande, plus c'est mauvais pour le courant et plus petit c'est). Mais la tension ne dort pas et pousse le courant de toutes ses forces (plus la tension est élevée, plus le courant est important ou - "l'intensité du courant dans une section du circuit est directement proportionnelle à la tension").

Lorsque la lampe de poche commence à briller faiblement, nous disons « la batterie est faible ». Que lui est-il arrivé, qu’est-ce que cela signifie qu’il est déchargé ? Cela signifie que la tension de la batterie a diminué et qu'elle n'est plus en mesure « d'aider » le courant à vaincre la résistance des circuits de la lampe de poche et de l'ampoule. Il s’avère donc que plus la tension est élevée, plus le courant est important.

Connexion série - circuit en série

Lors de la connexion de consommateurs en série, par exemple des ampoules ordinaires, le courant dans chaque consommateur est le même, mais la tension sera différente. À chaque consommateur, la tension chutera (diminuera).

Et la loi d'Ohm dans un circuit en série ressemblera à :

Lorsqu'elles sont connectées en série, les résistances des consommateurs s'additionnent. Formule de calcul de la résistance totale :

Connexion parallèle - circuit parallèle

À connexion parallèle, la même tension est appliquée à chaque consommateur, mais le courant traversant chacun des consommateurs, si leur résistance est différente, sera différent.

La loi d'Ohm pour un circuit parallèle composé de trois consommateurs ressemblera à :

À connexion parallèle la résistance totale du circuit sera toujours inférieure à la valeur de la plus petite résistance individuelle. Ou encore, ils disent que « la résistance sera moindre que la moindre ».

La résistance totale d'un circuit composé de deux consommateurs en connexion parallèle :

La résistance totale d'un circuit composé de trois consommateurs en connexion parallèle :

Pour un plus grand nombre de consommateurs, le calcul est basé sur le fait qu'avec une connexion parallèle, la conductivité (l'inverse de la résistance) est calculée comme la somme des conductivités de chaque consommateur.

Pouvoir électrique

La puissance est une grandeur physique qui caractérise la vitesse de transmission ou de conversion énergie électrique. La puissance est calculée à l'aide de la formule suivante :

Ainsi, connaissant la tension de la source et mesurant le courant consommé, nous pouvons déterminer la puissance consommée par l'appareil électrique. Et vice versa, connaissant la puissance de l'appareil électrique et la tension du réseau, nous pouvons déterminer la quantité de courant consommée. De tels calculs sont parfois nécessaires. Par exemple, les fusibles sont utilisés pour protéger les appareils électriques. disjoncteurs. Pour choisir le bon équipement de protection, vous devez connaître la consommation électrique. Fusibles utilisés dans appareils ménagers, en règle générale, sont sujets à réparation et il suffit de les restaurer

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MINISTÈRE DE L'ÉDUCATION DE LA RÉPUBLIQUE DU BÉLARUS

Département des sciences naturelles

Essai

La loi d'Ohm

Complété:

Ivanov M.A.

Introduction

1. Forme générale La loi d'Ohm

2. L'histoire de la découverte de la loi d'Ohm, courte biographie scientifique

3. Types de lois d'Ohm

4. Premières études de résistance des conducteurs

5. Mesures électriques

Conclusion

Littérature, autres sources d'information

Introduction

Des phénomènes liés à l'électricité ont été observés dans la Chine ancienne, l'Inde et la Grèce ancienne plusieurs siècles avant le début de notre ère. Vers 600 avant JC, comme le disent les légendes survivantes, philosophe grec ancien Thalès de Milet connaissait la propriété de l'ambre frotté sur la laine pour attirer les objets légers. À propos, les anciens Grecs utilisaient le mot « électron » pour désigner l’ambre. Le mot « électricité » vient aussi de lui. Mais les Grecs observaient seulement les phénomènes de l’électricité, mais ne pouvaient pas l’expliquer.

Le 19ème siècle a été riche en découvertes liées à l'électricité. Une découverte a donné lieu à toute une chaîne de découvertes sur plusieurs décennies. L'électricité a commencé à se transformer d'un sujet de recherche en un bien de consommation. Son introduction généralisée dans divers domaines de production a commencé. Ont été inventés et créés moteurs électriques, générateurs, téléphone, télégraphe, radio. L’introduction de l’électricité dans la médecine commence.

Tension, courant et résistance - grandeurs physiques, caractérisant les phénomènes se produisant dans les circuits électriques. Ces quantités sont liées les unes aux autres. Cette connexion a été étudiée pour la première fois par le physicien allemand 0m. La loi d'Ohm a été découverte en 1826.

1. Vue générale de la loi d'Ohm

La loi d'Ohm s'écrit comme suit : L'intensité du courant dans une section du circuit est directement proportionnelle à la tension dans cette section (pour une résistance donnée) et inversement proportionnelle à la résistance de la section (pour une tension donnée) : I = U / R, d'après la formule it s'ensuit que U = IHR et R = U / I. Puisque la résistance d'un conducteur donné ne dépend ni de la tension ni du courant, alors la dernière formule doit être lue comme suit : la résistance d'un conducteur donné est égale au rapport de la tension à ses extrémités à la force du courant qui le traverse. Dans les circuits électriques, le plus souvent les conducteurs (consommateurs d'énergie électrique) sont connectés en série (par exemple, les ampoules des guirlandes de sapins de Noël) et en parallèle (par exemple, les appareils électroménagers).

Avec une connexion en série, l'intensité du courant dans les deux conducteurs (ampoules) est la même : I = I1 = I2, la tension aux extrémités de la section du circuit considérée est la somme de la tension sur la première et la deuxième lampes : U = U1 + U2. La résistance totale de la section est égale à la somme des résistances des ampoules R = R1 + R2.

Lorsque les résistances sont connectées en parallèle, la tension sur la section du circuit et aux extrémités des résistances est la même : U = U1 = U2. Le courant dans la partie non dérivée du circuit est égal à la somme des courants dans les résistances individuelles : I = I1 + I2. La résistance totale de la section est inférieure à la résistance de chaque résistance.

Si les résistances des résistances sont les mêmes (R1 = R2), alors la résistance totale de la section Si trois résistances ou plus sont connectées en parallèle dans le circuit, alors la résistance totale peut être -.

trouvé par la formule : 1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/RN. En parallèle, sont connectés des consommateurs de réseau conçus pour une tension égale à la tension du réseau.

Ainsi, la loi d'Ohm établit la relation entre la force actuelle je dans le conducteur et différence de potentiel (tension) U entre deux points fixes (tronçons) de ce conducteur :

Facteur de proportionnalité R., en fonction des propriétés géométriques et électriques du conducteur et de la température, est appelée résistance ohmique ou simplement résistance d'une section donnée du conducteur.

2. L'histoire de la découverte de la loi d'Ohm, une brève biographie du scientifique

Georg Simon Ohm est né le 16 mars 1787 à Erlangen, dans la famille d'un mécanicien héréditaire. Après avoir terminé ses études, Georg est entré au gymnase de la ville. Le gymnase d'Erlangen était supervisé par l'université. Les cours au gymnase étaient dispensés par quatre professeurs. Georg, diplômé du lycée, commença au printemps 1805 à étudier les mathématiques, la physique et la philosophie à la Faculté de philosophie de l'Université d'Erlangen.

Après trois semestres d'études, il accepte une invitation à prendre la place d'un professeur de mathématiques à école privée Ville suisse de Gottstadt.

En 1811, il retourna à Erlangen, obtint son diplôme universitaire et obtint un doctorat. Immédiatement après avoir obtenu son diplôme universitaire, on lui a proposé le poste de professeur assistant privé au département de mathématiques de la même université.

En 1812, Ohm fut nommé professeur de mathématiques et de physique dans une école de Bamberg. En 1817, il publie son premier ouvrage imprimé, consacré à la méthodologie de l'enseignement « Le plus Meilleure option Ohm a commencé à faire des recherches sur l'électricité. Ohm a basé son instrument de mesure électrique sur la conception des balances de torsion de Coulomb. Ohm a compilé les résultats de ses recherches sous la forme d'un article intitulé "Rapport préliminaire sur la loi selon laquelle les métaux conduire l'électricité de contact." L'article a été publié en 1825 dans le Journal of Physics and Chemistry, publié par Schweigger. Cependant, l'expression trouvée et publiée par Ohm s'est avérée incorrecte, ce qui était l'une des raisons de sa non-conformité à long terme. -reconnaissance. Après avoir pris toutes les précautions, éliminant à l'avance toutes les sources d'erreur possibles, Ohm a procédé à de nouvelles dimensions.

Paraît son célèbre article « Définition de la loi selon laquelle les métaux conduisent l'électricité de contact, ainsi qu'un aperçu de la théorie de l'appareil voltaïque et du multiplicateur de Schweigger », publié en 1826 dans le Journal of Physics and Chemistry.

En mai 1827, « Recherches théoriques circuits électriques"volume de 245 pages, qui contenait désormais le raisonnement théorique d'Ohm sur les circuits électriques. Dans cet ouvrage, le scientifique a proposé de caractériser les propriétés électriques d'un conducteur par sa résistance et a introduit ce terme dans l'usage scientifique. Ohm a trouvé une formule plus simple pour la loi de la section d'un circuit électrique qui ne contient pas de CEM : « L'amplitude du courant dans un circuit galvanique est directement proportionnelle à la somme de toutes les tensions et inversement proportionnelle à la somme des longueurs données. Dans ce cas, la longueur totale réduite est définie comme la somme de toutes les longueurs réduites individuelles pour des sections homogènes ayant des conductivités et des sections différentes.

En 1829 paraît son article « Une étude expérimentale du fonctionnement d'un multiplicateur électromagnétique », dans lequel sont posées les bases de la théorie des instruments de mesure électriques. Ici, Ohm a proposé une unité de résistance, pour laquelle il a choisi la résistance d'un fil de cuivre de 1 pied de long et d'une section transversale de 1 ligne carrée.

En 1830, la nouvelle étude d'Ohm, « Tentative de création d'une théorie approximative de la conductivité unipolaire », parut. Ce n'est qu'en 1841 que l'œuvre d'Ohm fut traduite en langue anglaise, en 1847 - en italien, en 1860 - en français.

Le 16 février 1833, sept ans après la publication de l'article dans lequel sa découverte fut publiée, Ohm se vit proposer un poste de professeur de physique à la nouvelle école polytechnique de Nuremberg. Le scientifique débute des recherches dans le domaine de l'acoustique. Ohm a formulé les résultats de ses recherches acoustiques sous la forme d’une loi, connue plus tard sous le nom de loi acoustique d’Ohm.

Les physiciens russes Lenz et Jacobi furent les premiers à reconnaître la loi d'Ohm parmi les scientifiques étrangers. Ils ont également contribué à sa reconnaissance internationale. Avec la participation de physiciens russes, le 5 mai 1842, la Royal Society de Londres décerna à Ohm une médaille d'or et l'élu membre.

En 1845, il fut élu membre à part entière de l'Académie bavaroise des sciences. En 1849, le scientifique fut invité à l'Université de Munich au poste de professeur extraordinaire. La même année, il est nommé conservateur de la collection nationale d'instruments physiques et mathématiques, tout en dispensant simultanément des cours de physique et de mathématiques. En 1852, Ohm reçut le poste de professeur titulaire. Ohm est décédé le 6 juillet 1854. En 1881, lors du congrès d'électrotechnique de Paris, les scientifiques approuvèrent à l'unanimité le nom de l'unité de résistance - 1 Ohm.

3. Types de lois d'Ohm

Il existe plusieurs types de loi d'Ohm.

Loi d'Ohm pour une section homogène d'une chaîne (ne contenant pas de source de courant) : le courant dans un conducteur est directement proportionnel à la tension appliquée et inversement proportionnel à la résistance du conducteur :

Loi d'Ohm pour un circuit complet - l'intensité du courant dans le circuit est proportionnelle à la FEM agissant dans le circuit et inversement proportionnelle à la somme de la résistance du circuit et de la résistance interne de la source.

où je suis la force actuelle

E - force électromotrice

R est la résistance externe du circuit (c'est-à-dire la résistance de ce circuit

partie du circuit située à l'extérieur de la source EMF)

La FEM est le travail de forces externes (c'est-à-dire des forces d'origine non électrique) pour déplacer une charge dans un circuit, en fonction de l'ampleur de cette charge.

Unités:

FEM - volts

Courant - ampères

Résistances (R et r) - ohms

En appliquant la loi fondamentale d'un circuit électrique (loi d'Ohm), il est possible d'expliquer de nombreux phénomènes naturels qui semblent à première vue mystérieux et paradoxaux. Par exemple, tout le monde sait que tout contact humain avec des fils électriques sous tension est mortel. Un simple contact avec un fil haute tension cassé peut électrocuter une personne ou un animal. Mais en même temps, nous voyons constamment des oiseaux se percher tranquillement sur les lignes électriques à haute tension, et rien ne menace la vie de ces êtres vivants. Comment alors trouver une explication à un tel paradoxe ?

Et ce phénomène s'explique assez simplement si l'on imagine qu'un oiseau sur un fil électrique est l'un des tronçons du réseau électrique, la résistance du second dépasse largement la résistance d'un autre tronçon du même circuit (c'est-à-dire un petit espace entre les pattes de l'oiseau). Par conséquent, le courant électrique agissant sur la première section du circuit, c’est-à-dire sur le corps de l’oiseau, sera totalement sans danger pour celui-ci. Cependant, une sécurité totale n'est garantie que lorsqu'il entre en contact avec une section d'un fil haute tension. Mais si un oiseau installé sur une ligne électrique touche avec son aile ou son bec un fil ou tout objet situé à proximité du fil (par exemple, un poteau télégraphique), l'oiseau mourra inévitablement. Après tout, le poteau est directement connecté au sol et le flux de charges électriques, passant sur le corps de l'oiseau, peut le tuer instantanément, se déplaçant rapidement vers le sol. Malheureusement, pour cette raison, de nombreux oiseaux meurent dans les villes.

Pour protéger les oiseaux des effets nocifs de l'électricité, des scientifiques étrangers ont développé des dispositifs spéciaux - des perchoirs pour oiseaux isolés du courant électrique. De tels appareils ont été placés sur lignes à haute tension puissance de transmission Les oiseaux, assis sur un perchoir isolé, peuvent toucher des fils, des poteaux ou des supports avec leur bec, leurs ailes ou leur queue sans aucun risque pour leur vie. La surface supérieure, appelée couche cornée de la peau humaine, présente la plus grande résistance. La résistance d'une peau sèche et intacte peut atteindre 40 000 à 100 000 Ohms. La couche cornée de la peau est très petite, seulement 0,05 à 0,2 mm. et passe facilement avec une tension de 250 V. Dans ce cas, la résistance diminue cent fois et tombe d'autant plus vite que le courant agit longtemps sur le corps humain. La transpiration accrue de la peau, le surmenage, l'excitation nerveuse et l'intoxication réduisent fortement la résistance du corps humain, jusqu'à 800 à 1 000 Ohms. Cela explique que parfois même une faible tension peut provoquer un choc électrique. Si, par exemple, la résistance du corps humain est de 700 Ohms, une tension de seulement 35 V sera dangereuse. C'est pourquoi, par exemple, les électriciens, même lorsqu'ils travaillent avec une tension de 36 V, utilisent un isolant. équipement protecteur- des gants en caoutchouc ou des outils à poignées isolées.

La loi d'Ohm semble si simple que les difficultés qu'il a fallu surmonter pour l'établir sont négligées et oubliées. La loi d'Ohm n'est pas facile à tester et ne doit pas être considérée comme une vérité évidente ; En effet, pour de nombreux matériaux cela ne tient pas.

Quelles sont exactement ces difficultés ? N'est-il pas possible de vérifier ce que produit un changement dans le nombre d'éléments d'une colonne voltaïque en déterminant le courant à différents nombres d'éléments ?

Le fait est que lorsque nous prenons un nombre différent d'éléments, nous modifions toute la chaîne, car les éléments supplémentaires ont également une résistance supplémentaire. Il est donc nécessaire de trouver un moyen de modifier la tension sans changer la batterie elle-même. De plus, différentes valeurs de courant chauffent le fil à différentes températures, et cet effet peut également affecter l'intensité du courant. Ohm (1787-1854) surmonta ces difficultés en tirant parti du phénomène de thermoélectricité découvert par Seebeck (1770-1831) en 1822.

Ainsi Ohm a montré que le courant est proportionnel à la tension et inversement proportionnel à l'impédance du circuit. C'était un résultat simple pour une expérience complexe. C’est du moins ainsi que cela devrait nous paraître maintenant.

Les contemporains d'Ohm, en particulier ses compatriotes, pensaient différemment : c'était peut-être la simplicité de la loi d'Ohm qui éveillait leurs soupçons. Om rencontrait des difficultés dans sa carrière et était dans le besoin ; Om était particulièrement déprimé par le fait que ses œuvres n'étaient pas reconnues. Au crédit de la Grande-Bretagne, et en particulier Société royale, il faut dire que le travail d'Ohm y a reçu une reconnaissance bien méritée. Om fait partie de ces grands hommes dont on retrouve souvent les noms écrits en minuscules : le nom « om » était donné à l'unité de résistance.

4. Premières études de résistance des conducteurs

Qu'est-ce qu'un chef d'orchestre ? C'est purement passif composant circuit électrique, ont répondu les premiers chercheurs. L'étudier signifie simplement se creuser la tête sur des mystères inutiles, parce que... seule la source actuelle est un élément actif.

Cette vision des choses explique pourquoi les scientifiques, au moins avant 1840, ne manifestèrent quasiment aucun intérêt pour les quelques travaux menés dans ce sens.

Ainsi, lors du deuxième congrès des scientifiques italiens, tenu à Turin en 1840 (le premier s'est réuni à Pise en 1839 et a même acquis une certaine signification politique), s'exprimant dans le débat sur le rapport présenté par Marianini, De la Rive a soutenu que la conductivité de la plupart des liquides n’est pas absolu, « mais plutôt relatif et varie en fonction des changements dans l’intensité du courant ». Mais la loi d'Ohm a été publiée 15 ans plus tôt !

Parmi les rares scientifiques qui ont commencé à étudier la question de la conductivité des conducteurs après l'invention du galvanomètre se trouvait Stefano Marianini (1790-1866).

Il a fait sa découverte par hasard en étudiant la tension de la batterie. Il a remarqué qu'avec une augmentation du nombre d'éléments de la colonne voltaïque, l'effet électromagnétique sur l'aiguille n'augmente pas sensiblement. Cela fit immédiatement penser à Marianini que chaque élément voltaïque représentait un obstacle au passage du courant. Il a fait des expériences avec des paires « actif » et « inactif » (c'est-à-dire constitués de deux plaques de cuivre séparées par une entretoise humide) et a trouvé expérimentalement un rapport dans lequel le lecteur moderne reconnaît cas particulier Loi d'Ohm, lorsque la résistance du circuit externe n'est pas prise en compte, comme ce fut le cas dans l'expérience de Marianini.

Georg Simon Ohm (1789-1854) reconnut les mérites de Marianini, même si ses œuvres n'aidèrent pas directement Ohm dans son travail. Ohm s'est inspiré dans ses recherches de l'ouvrage (« Théorie analytique de la chaleur », Paris, 1822) de Jean Baptiste Fourier (1768-1830) - l'un des plus importants travaux scientifiques de tous les temps, qui a très vite acquis une renommée et des éloges parmi les mathématiciens et les physiciens de l'époque. Il a eu l’idée que le mécanisme du « flux de chaleur » dont parle Fourier peut être assimilé à un courant électrique dans un conducteur. Et tout comme dans la théorie de Fourier le flux de chaleur entre deux corps ou entre deux points d'un même corps s'explique par la différence de température, de la même manière Ohm explique l'apparition d'un courant électrique entre eux par la différence de « forces électroscopiques » à deux pointes d'un conducteur.

Suite à cette analogie, Ohm a commencé ses études expérimentales en déterminant les valeurs relatives de la conductivité de divers conducteurs. Par une méthode devenue classique, il connecte des conducteurs minces de divers matériaux du même diamètre et ont changé leur longueur de manière à obtenir une certaine quantité de courant. Les premiers résultats qu'il est parvenu à obtenir aujourd'hui semblent plutôt modestes. galvanomètre électrique à loi d'Ohm

Les historiens sont frappés, par exemple, par les mesures d'Ohm selon lesquelles l'argent est moins conducteur que le cuivre et l'or, et acceptent avec condescendance la propre explication d'Ohm selon laquelle l'expérience a été réalisée sur un fil d'argent recouvert d'une couche d'huile, ce qui était trompeur quant à la valeur exacte. .diamètre

A cette époque, les sources d’erreurs lors de la conduite des expériences étaient nombreuses (pureté insuffisante des métaux, difficulté à calibrer le fil, difficulté à faire des mesures précises, etc.). La source d’erreur la plus importante était la polarisation des piles. Les éléments (chimiques) permanents n'étaient pas encore connus à cette époque, donc pendant le temps nécessaire aux mesures, la force électromotrice de l'élément changeait considérablement. Ce sont ces raisons qui ont provoqué des erreurs qui ont conduit Ohm, sur la base de ses expériences, à arriver à une loi logarithmique de la dépendance du courant à la résistance du conducteur connecté entre deux points du circuit. Après la publication du premier article d'Oma, Poggendorff lui conseilla d'abandonner éléments chimiques et il est préférable d'utiliser un thermocouple cuivre-bismuth, introduit peu avant par Seebeck.

Ohm écouta ce conseil et réitéra ses expériences en assemblant une installation avec une batterie thermoélectrique, dans le circuit externe de laquelle huit fils de cuivre de même diamètre mais de longueurs différentes étaient connectés en série. Il mesura l'intensité du courant à l'aide d'une sorte de balance de torsion formée par une aiguille magnétique suspendue à un fil métallique. Lorsque le courant parallèle à la flèche la déviait, Ohm tordait le fil sur lequel elle était suspendue jusqu'à ce que la flèche soit dans sa position habituelle ;

L'intensité du courant était considérée comme proportionnelle à l'angle auquel le fil était tordu. Ohm a conclu que les résultats d'expériences faites avec huit fils différents « peuvent être très bien exprimés par l'équation

où X désigne l’intensité de l’action magnétique d’un conducteur dont la longueur est x, et a et b sont des constantes dépendant respectivement de la force d’excitation et de la résistance des autres parties du circuit.

Les conditions expérimentales ont changé : les résistances et les couples thermoélectriques ont été remplacés, mais les résultats se résument toujours à la formule ci-dessus, qui se transforme très simplement en celle que nous connaissons si on remplace X par l'intensité du courant, a par la force électromotrice et b+x par la résistance totale du circuit.

Ayant reçu cette formule, Ohm l'utilise pour étudier l'effet du multiplicateur de Schweiger sur la déviation de l'aiguille et pour étudier le courant qui passe dans le circuit externe de la batterie de cellules, selon la manière dont elles sont connectées - en série ou en parallèle. Il explique ainsi (comme cela se fait désormais dans les manuels) ce qui détermine le courant externe d'une batterie, une question qui était plutôt obscure pour les premiers chercheurs. Om espérait que ses travaux expérimentaux lui ouvriraient la voie à l'université qu'il désirait tant. Mais ces articles sont passés inaperçus. Puis il quitte son poste d'enseignant au gymnase de Cologne et se rend à Berlin pour comprendre théoriquement les résultats obtenus. En 1827, il publie à Berlin son ouvrage principal « Die galvanische Kette, mathe-matisch Bearbeitet » (« Circuit galvanique développé mathématiquement »).

Cette théorie, pour l’élaboration de laquelle il s’est inspiré, comme nous l’avons déjà indiqué, de la théorie analytique de la chaleur de Fourier, introduit les concepts et définitions précises force électromotrice, ou « force électroscopique » comme l'appelle Ohm, conductivité électrique (Starke der Leitung) et courant. Après avoir exprimé la loi qu'il a dérivée sous la forme différentielle donnée par les auteurs modernes, Ohm l'écrit en quantités finies pour des cas particuliers de circuits électriques spécifiques, parmi lesquels le circuit thermoélectrique est particulièrement important. Sur cette base, il formule les lois connues des changements de tension électrique le long d'un circuit.

Mais les études théoriques d’Ohm sont également passées inaperçues, et si quelqu’un a écrit à leur sujet, ce n’était que pour ridiculiser « un fantasme morbide dont le seul but est le désir de rabaisser la dignité de la nature ». Et seulement dix ans plus tard, ses œuvres brillantes ont progressivement commencé à être reconnues : dans

En Allemagne, ils étaient appréciés par Poggendorff et Fechner, en Russie par Lenz, en Angleterre par Wheatstone, en Amérique par Henry, en Italie par Matteucci.

Parallèlement aux expériences d'Ohm, A. Becquerel a mené ses expériences en France et Barlow a mené ses expériences en Angleterre. Les expériences de la première sont particulièrement remarquables par l'introduction d'un galvanomètre différentiel à double enroulement et l'utilisation de la méthode de mesure du « zéro ». Les expériences de Barlow méritent d'être mentionnées car elles ont confirmé expérimentalement la constance de l'intensité du courant dans tout le circuit. Cette conclusion a été vérifiée et étendue au courant interne d'une batterie par Fechner en 1831, généralisée en 1851 par Rudolf Kohlrausch.

(180E--1858) sur les conducteurs liquides, puis une fois de plus confirmé par les expériences minutieuses de Gustav Niedmann (1826--1899).

5. Mesures électriques

Becquerel a utilisé un galvanomètre différentiel pour comparer les résistances électriques. Sur la base de ses recherches, il a formulé la loi bien connue de dépendance de la résistance d'un conducteur en fonction de sa longueur et de sa section. Ces travaux furent poursuivis par Pouillet et décrits par lui dans les éditions ultérieures de ses célèbres « Éléments de

physique experimentale » (« Fondements de la physique expérimentale »), dont la première édition parut en 1827. Les résistances étaient déterminées par la méthode de comparaison.

Déjà en 1825, Marianini montrait que dans les circuits de dérivation, le courant électrique est distribué sur tous les conducteurs, quel que soit le matériau dont ils sont constitués, contrairement à l'affirmation de Volta, qui croyait que si une branche du circuit est formée par un conducteur métallique et le reste par liquide, alors tout le courant doit passer par le conducteur métallique. Arago et Pouillet ont popularisé les observations de Marianini en France. Ne connaissant pas encore la loi d'Ohm, Pouillet utilisa en 1837 ces observations et les lois de Becquerel pour montrer que la conductivité d'un circuit équivalente à deux

circuits dérivés est égal à la somme des conductivités des deux circuits. Avec ce travail, Pouillet a jeté les bases de l'étude des chaînes ramifiées. Pouillet leur a établi un certain nombre de termes,

qui sont encore vivantes, et quelques lois particulières généralisées par Kirchhoff en 1845 dans ses fameux « principes ».

Le plus grand élan pour la réalisation mesures électriques, et en particulier les mesures de résistance, ont été rendus possibles par les besoins croissants de la technologie, et principalement par les problèmes apparus avec l'avènement du télégraphe électrique. L'idée d'utiliser l'électricité pour transmettre des signaux à distance est apparue pour la première fois au XVIIIe siècle. Volta a décrit le projet télégraphique et Ampère, en 1820, a proposé d'utiliser des phénomènes électromagnétiques pour transmettre des signaux. L'idée d'Ampère fut reprise par de nombreux scientifiques et techniciens : en 1833, Gauss et Weber construisirent à Göttingen une simple ligne télégraphique, reliant un observatoire astronomique et un laboratoire de physique. Mais utilisation pratique Le télégraphe a été reçu grâce à l'Américain Samuel Morse (1791-1872), qui eut en 1832 l'idée réussie de​​créer un alphabet télégraphique composé de seulement deux caractères. Après de nombreuses tentatives, Morse réussit finalement à construire en privé le premier modèle brut de télégraphe à l'Université de New York en 1835. En 1839, un projet expérimental

ligne entre Washington et Baltimore, et en 1844 naît la première société américaine d'exploitation commerciale de la nouvelle invention, organisée par Morse. Ce fut également la première application pratique des résultats de la recherche scientifique dans le domaine de l'électricité.

En Angleterre, Charles Wheatstone (1802-1875), ancien maître constructeur, commença à étudier et à améliorer le télégraphe. instruments de musique. Comprendre l'importance

mesures de résistance, Wheatstone a commencé à rechercher les méthodes les plus simples et les plus précises pour de telles mesures. Comme nous l’avons vu, la méthode de comparaison utilisée à l’époque donnait des résultats peu fiables, principalement en raison du manque d’alimentation électrique stable. Déjà en 1840, Wheatstone trouva un moyen de mesurer la résistance quelle que soit la constance de la force électromotrice et montra son appareil à Jacobi. Cependant, l'article dans lequel cet appareil est décrit et que l'on peut bien qualifier de premier ouvrage dans le domaine de l'électrotechnique, n'est paru qu'en 1843. Cet article décrit le fameux « pont », alors nommé d'après Wheatstone. En fait, un tel dispositif a été décrit -

en 1833 par Gunther Christie et indépendamment en 1840 par Marianini ; Tous deux proposèrent une méthode de réduction à zéro, mais leurs explications théoriques, qui ne tenaient pas compte de la loi d'Ohm, laissaient beaucoup à désirer.

Wheatstone était un admirateur d'Ohm et connaissait très bien sa loi, c'est pourquoi sa théorie du « pont de Wheatstone » n'est pas différente de ce qui est aujourd'hui donné dans les manuels scolaires. De plus, Wheatstone, afin de modifier rapidement et facilement la résistance d'un côté du pont pour obtenir un courant nul dans le galvanomètre inclus dans le bras diagonal du pont, a conçu trois types de rhéostats (le mot lui-même a été proposé par lui

analogie avec le « rhéophore » introduit par Ampère, à l'imitation duquel Péclet a également introduit le terme « rhéomètre »). Le premier type de rhéostat à support mobile, encore utilisé aujourd'hui, a été créé par Wheatstone par analogie avec un dispositif similaire utilisé par Jacobi en 1841. Le deuxième type de rhéostat avait la forme d'un cylindre en bois autour duquel était enroulé un partie d'un fil connecté à un circuit, qui était facilement rembobiné du cylindre en bois au bronze. Le troisième type de rhéostat était similaire au « magasin de résistance » qu'Ernst

Werner Siemens (1816-1892), scientifique et industriel, amélioré et largement diffusé en 1860. Le « pont de Wheatstone » permettait de mesurer les forces électromotrices et la résistance.

La création d'un télégraphe sous-marin, peut-être encore plus que celle du télégraphe aérien, a nécessité le développement de méthodes de mesure électrique. Les expériences avec les télégraphes sous-marins ont commencé dès 1837, et l'un des premiers problèmes à résoudre était de déterminer la vitesse de propagation du courant. En 1834, Wheatstone utilisait des miroirs rotatifs, dont nous avons déjà parlé au chapitre. 8, a effectué les premières mesures de cette vitesse, mais ses résultats contredisaient les résultats de Latimer Clark, et ces derniers, à leur tour, ne correspondaient pas aux études ultérieures d'autres scientifiques.

En 1855, William Thomson (qui reçut plus tard le titre de Lord Kelvin) expliqua la raison de toutes ces divergences. Selon Thomson, la vitesse du courant dans un conducteur n'a pas de valeur définie. Tout comme la vitesse de propagation de la chaleur dans une tige dépend du matériau, la vitesse du courant dans un conducteur dépend du produit de sa résistance et de sa capacité électrique. Suivant sa théorie, qui à son époque

a fait l'objet de vives critiques, Thomson s'est attaqué aux problèmes liés à la télégraphie sous-marine.

Le premier câble transatlantique reliant l’Angleterre et l’Amérique a fonctionné pendant environ un mois, mais est ensuite tombé en panne. Thomson calcula le nouveau câble, effectua de nombreuses mesures de résistance et de capacité et inventa de nouveaux dispositifs de transmission, parmi lesquels il faut citer le galvanomètre astatique à réflexion, remplacé par un « enregistreur à siphon » de sa propre invention. Finalement, en 1866, le nouveau câble transatlantique entre en service avec succès. La création de cette première grande structure électrotechnique s'est accompagnée du développement d'un système d'unités de mesures électriques et magnétiques.

Les bases de la métrique électromagnétique ont été posées par Carl Friedrich Gauss (1777-1855) dans son célèbre article « Intensitas vis magneticae terrestris ad mensuram absolutam revocata » (« L'ampleur de la force du magnétisme terrestre en mesures absolues »), publié en 1832. Gauss a noté que les différentes unités de mesure magnétiques ne sont pas comparables entre elles.

lui-même, du moins en grande partie, et propose donc un système d'unités absolues basé sur les trois unités de base de la mécanique : la seconde (unité de temps), le millimètre (unité de longueur) et le milligramme (unité de masse). Grâce à elles, il exprima toutes les autres unités physiques et inventa un certain nombre d'instruments de mesure, notamment un magnétomètre pour mesurer le magnétisme terrestre en unités absolues. Le travail de Gauss a été poursuivi par Weber, qui a construit plusieurs de ses propres instruments et instruments conçus par Gauss. Peu à peu, notamment grâce aux travaux de Maxwell, menés au sein de la commission spéciale sur les mesures créée par la British Association, qui publia des rapports annuels de 1861 à 1867, l'idée surgit de créer des systèmes unifiés de mesures, notamment un système de mesures électromagnétiques et mesures électrostatiques.

L'idée de créer de tels systèmes absolus d'unités a été détaillée dans le rapport historique de 1873 de la deuxième commission de la British Association. Convoqué à Paris en 1881, le Congrès international établit pour la première fois des unités de mesure internationales, donnant à chacune d'elles un nom en l'honneur d'un grand physicien. La plupart de ces noms subsistent encore : volt, ohm, ampère, joule, etc. Après

Après de nombreux rebondissements, le système international Georgie, ou MKSQ, a été introduit en 1935, qui prend le mètre, le kilogramme-masse, la seconde et l'ohm comme unités de base.

Aux « systèmes » d'unités sont associées des « formules dimensionnelles », utilisées pour la première fois par Fourier dans sa théorie analytique de la chaleur (1822) et diffusées par Maxwell, qui a établi la notation utilisée dans celles-ci. La métrologie du siècle dernier, basée sur la volonté d'expliquer tous les phénomènes à l'aide de modèles mécaniques, a donné grande importance des formules de dimensions, dans lesquelles elle ne voulait voir ni plus ni moins comme la clé des secrets de la nature. Dans le même temps, un certain nombre de déclarations à caractère presque dogmatique ont été avancées. Ainsi, c'était presque un dogme obligatoire selon lequel il devait y avoir trois quantités de base. Mais à la fin du siècle, ils ont commencé à comprendre que les formules dimensionnelles étaient purement conventionnelles, ce qui a entraîné un déclin progressif de l'intérêt pour les théories dimensionnelles.

Conclusion

Le professeur de physique de l'Université de Munich, E. Lommel, a bien parlé de l'importance des recherches d'Ohm lors de l'inauguration d'un monument dédié au scientifique en 1895 :

"La découverte d'Ohm était une torche lumineuse qui illuminait la zone d'électricité qui était auparavant enveloppée dans l'obscurité. Ohm a montré le seul chemin correct à travers la forêt impénétrable de faits incompréhensibles. Les succès remarquables dans le développement de l'ingénierie électrique, que nous avons observé avec étonnement au cours des dernières décennies, n'a pu être réalisé que sur la base de la découverte d'Ohm, lui seul est capable de dominer et de contrôler les forces de la nature et de démêler les lois de la nature. Ohm a arraché à la nature le secret qu'elle avait caché pendant si longtemps et l'a remis à à ses contemporains.

Liste des sources utilisées

Dorfman Ya. L'histoire du monde physiciens. M., 1979 Ohm G. Détermination de la loi selon laquelle les métaux conduisent l'électricité de contact. - Dans le livre : Classiques des sciences physiques. M., 1989

Encyclopédie Cent personnes. Ce qui a changé le monde. Ohm.

Prokhorov A.M. Dictionnaire encyclopédique physique, M., 1983

Orir J. La physique, tome 2. M., 1981

Giancoli D. La physique, tome 2. M., 1989

http://www.portal-slovo.ru/

http://www.polarcom.ru/~vvtsv/s_doc9c.html)

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On dit : « Si vous ne connaissez pas la loi d’Ohm, restez chez vous. » Alors découvrons (rappelons-nous) de quel genre de loi il s'agit et n'hésitez pas à nous promener.

Concepts de base de la loi d'Ohm

Comment comprendre la loi d'Ohm ? Il vous suffit de comprendre ce qu'il y a dans sa définition. Et vous devriez commencer par déterminer le courant, la tension et la résistance.

Force actuelle I

Laissez un courant circuler dans un conducteur. C'est-à-dire qu'il y a un mouvement dirigé de particules chargées - par exemple, ce sont des électrons. Chaque électron possède une charge électrique élémentaire (e= -1,60217662 × 10 -19 Coulomb). Dans ce cas, une charge électrique spécifique égale à la somme de toutes les charges des électrons circulant traversera une certaine surface pendant un certain laps de temps.

Le rapport entre la charge et le temps est appelé intensité du courant. Plus la charge traverse un conducteur pendant un certain temps, plus le courant est important. L'intensité du courant est mesurée en Ampère.

Tension U, ou différence de potentiel

C’est exactement ce qui fait bouger les électrons. Le potentiel électrique caractérise la capacité d'un champ à effectuer un travail pour transférer une charge d'un point à un autre. Ainsi, entre deux points d’un conducteur, il existe une différence de potentiel et le champ électrique fonctionne pour transférer la charge.

Quantité physique égale au travail d'un effectif champ électrique lors du transfert d’une charge électrique, et est appelée tension. Mesuré en Voltach. Un Volt est la tension qui, lorsqu'une charge se déplace de 1 Cl fonctionne-t-il égal à 1 Joule.

Résistance R

Le courant, comme nous le savons, circule dans un conducteur. Que ce soit une sorte de fil. En se déplaçant le long d'un fil sous l'influence d'un champ, les électrons entrent en collision avec les atomes du fil, le conducteur se réchauffe et les atomes du réseau cristallin commencent à vibrer, créant encore plus de problèmes pour le déplacement des électrons. Ce phénomène s'appelle la résistance. Elle dépend de la température, du matériau, de la section du conducteur et est mesurée en Omaha.

Formulation et explication de la loi d'Ohm

La loi du professeur d'allemand Georg Ohm est très simple. Ça lit:

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

Georg Ohm a dérivé cette loi expérimentalement (empiriquement) dans 1826 année. Naturellement, plus la résistance de la section du circuit est grande, moins le courant sera faible. En conséquence, plus la tension est élevée, plus le courant est important.

D'ailleurs! Pour nos lecteurs, il y a désormais une réduction de 10 % sur

Cette formulation de la loi d'Ohm est la plus simple et convient à une section de circuit. Par « section de circuit », nous entendons qu'il s'agit d'une section homogène dans laquelle il n'y a pas de sources de courant avec CEM. Pour faire simple, cette section contient une sorte de résistance, mais il n'y a pas de batterie dessus qui fournit elle-même le courant.

Si l'on considère la loi d'Ohm pour un circuit complet, sa formulation sera légèrement différente.

Disons un circuit, il a une source de courant qui crée une tension et une sorte de résistance.

La loi sera rédigée comme suit :

L'explication de la loi d'Ohm pour une chaîne creuse n'est pas fondamentalement différente de l'explication pour une section de chaîne. Comme vous pouvez le voir, la résistance est constituée de la résistance elle-même et de la résistance interne de la source de courant, et au lieu de la tension, la force électromotrice de la source apparaît dans la formule.

À propos, découvrez ce qu'est l'EMF dans notre article séparé.

Comment comprendre la loi d'Ohm ?

Pour comprendre intuitivement la loi d'Ohm, regardons l'analogie de la représentation du courant comme un liquide. C’est exactement ce que pensait Georg Ohm lorsqu’il mena des expériences qui conduisirent à la découverte de la loi qui porte son nom.

Imaginons que le courant ne soit pas le mouvement de particules porteuses de charge dans un conducteur, mais le mouvement de l'écoulement de l'eau dans un tuyau. Tout d'abord, l'eau est soulevée par une pompe jusqu'à la station de pompage, et de là, sous l'influence de l'énergie potentielle, elle tend vers le bas et s'écoule à travers le tuyau. De plus, plus la pompe pompe l'eau haut, plus elle s'écoulera rapidement dans le tuyau.

Il s'ensuit que la vitesse d'écoulement de l'eau (intensité du courant dans le fil) sera d'autant plus grande que l'énergie potentielle de l'eau sera grande (différence de potentiel)

L'intensité du courant est directement proportionnelle à la tension.

Passons maintenant à la résistance. La résistance hydraulique est la résistance d'un tuyau en raison de son diamètre et de la rugosité de sa paroi. Il est logique de supposer que plus le diamètre est grand, plus la résistance du tuyau est faible et plus grande quantité l'eau (courant plus élevé) circulera à travers sa section transversale.

La force du courant est inversement proportionnelle à la résistance.

Cette analogie ne peut être utilisée que pour une compréhension fondamentale de la loi d’Ohm, puisque sa forme originale est en réalité une approximation assez grossière, qui trouve néanmoins d’excellentes applications dans la pratique.

En réalité, la résistance d'une substance est due aux vibrations des atomes du réseau cristallin, et le courant est dû au mouvement des porteurs de charge libres. Dans les métaux, les porteurs libres sont des électrons échappés des orbites atomiques.

Dans cet article, nous avons essayé de donner une explication simple de la loi d'Ohm. Connaître ces choses apparemment simples peut vous être très utile lors de l’examen. Bien entendu, nous avons donné la formulation la plus simple de la loi d’Ohm et n’entrerons pas maintenant dans la jungle de la physique supérieure, traitant de la résistance active et réactive et d’autres subtilités.

Si vous avez un tel besoin, notre personnel se fera un plaisir de vous aider. Et enfin, nous vous invitons à regarder vidéo intéressanteà propos de la loi d'Ohm. C'est vraiment pédagogique !