En 1827, Georg Om a publié ses études, qui constituent la base de la formule utilisée à ce jour. Ohm a effectué une grande série d'expériences montrant la relation entre la tension appliquée et le courant circulant dans le conducteur.

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

Loi d'Ohm pour une section de chaîne  indique que le courant électrique dans le conducteur est directement proportionnel à sa 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 l'arranger avec la formule suivante:

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

Par souci de clarté, une résistance ayant une résistance de 1 ohm, à travers laquelle passe un courant de 1 A, a une différence de potentiel (tension) de 1 V.

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

• σ est la conductivité du matériau
• J est la densité de courant
• E est le champ électrique.

Loi d'Ohm et résistance

Les résistances sont des éléments passifs qui résistent à la circulation 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 et courant alternatifs. Pour les condensateurs et les inductances, la loi d'Ohm ne convient pas, car leur caractéristique I-V (caractéristique courant-tension) n'est en fait pas linéaire.

La formule d'Ohm s'applique également aux circuits comportant plusieurs résistances pouvant être connectés en série, en parallèle ou avec une connexion mixte. Les groupes de résistances connectés en série ou en parallèle peuvent être simplifiés en tant que résistance équivalente.

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

Le physicien allemand Georg Simon Om a publié en 1827 sa théorie complète de l'électricité sous le nom de "théorie des circuits galvaniques". Il a constaté que la chute de tension dans la section de circuit est le résultat du courant traversant la résistance de cette section de circuit. Ceci constituait la base de la loi que nous utilisons aujourd'hui. La loi est l'une des équations de base pour les résistances.

Loi d'Ohm - Formule

La formule de loi d'Ohm peut être utilisée lorsque deux des trois variables sont connues. La relation entre résistance, courant et tension peut être écrite de différentes manières. Pour l'assimilation et la mémorisation peut être utile "triangle d'Ohm".

Voici deux exemples d'utilisation d'une telle calculatrice triangulaire.

Nous avons une résistance avec une résistance de 1 ohm dans le 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 avec une résistance de 10 ohms à travers laquelle un courant de 2 ampères circule à une tension de 120V.Quelle sera la chute de tension à travers cette résistance?L'utilisation d'un triangle nous montre que:Ainsi, la tension à la sortie sera de 120-20 \u003d 100 V.

Loi d'Ohm - Puissance

Lorsqu'un courant électrique traverse une résistance, il dissipe une certaine partie de l'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 un tronçon de chaîne, la formule peut être convertie en la forme suivante:

Une résistance idéale dissipe toute l'énergie et ne stocke pas d'énergie électrique ou magnétique. Chaque résistance a une limite de puissance qui peut être dissipée sans l'endommager. C'est pouvoir appelé par.

Les conditions ambiantes peuvent diminuer ou augmenter cette valeur. Par exemple, si l'air ambiant est chaud, la capacité de dissiper l'excès de chaleur au niveau de la résistance est réduite et, à son tour, à basse température ambiante, la capacité de dissipation de la résistance augmente.

En pratique, les résistances ont rarement une désignation de puissance nominale. Cependant, la plupart des résistances ont une puissance nominale de 1/4 ou 1/8 watts.

Ce qui suit est un graphique à secteurs qui vous aide à identifier rapidement la relation entre puissance, courant, tension et résistance. Pour chacun des quatre paramètres, il est montré comment calculer sa valeur.

Loi d'Ohm - Calculatrice

Ce calculateur de loi d'Ohm en ligne vous permet de déterminer le rapport entre l'intensité du courant, la tension, la résistance du conducteur et la puissance. Pour calculer, entrez deux paramètres quelconques et cliquez sur le bouton de calcul.

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

Sur cette base, Ohm a commencé à expérimenter différents matériaux du conducteur. Afin de déterminer leur conductivité, il les connecta en série et ajusta leur longueur de manière à ce que l'intensité actuelle soit la même dans tous les cas.

Il était important pour de telles mesures de sélectionner des conducteurs du 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 à Ohm a conduit moins de courant électrique que l'or. Om lui-même a expliqué cela par le fait que son conducteur d’argent était recouvert d’huile et que, de ce fait, l’expérience n’a apparemment donné aucun résultat exact.

Cependant, ce ne sont pas seulement les physiciens qui ont des problèmes avec cela, qui à cette époque étaient engagés dans des expériences similaires avec l'électricité. De grandes difficultés avec l'extraction de matériaux purs sans impuretés pour les expériences, des difficultés pour calibrer le diamètre du conducteur ont faussé les résultats du test. Un problème encore plus important était que la force du courant changeait constamment au cours des tests, car les éléments chimiques alternés servaient de source de courant. Dans de telles conditions, Ohm a déduit une dépendance logarithmique de l'intensité du courant à la résistance du fil.

Un peu plus tard, le physicien allemand Poggendorf, spécialisé en électrochimie, proposa à Omu de remplacer les éléments chimiques par un thermocouple en bismuth et en cuivre. Om a recommencé ses expériences. Cette fois, il a utilisé un dispositif thermoélectrique fonctionnant sur l’effet Seebeck en guise de pile. Pour cela, il connecta séquentiellement 8 conducteurs en cuivre de même diamètre, mais de longueurs différentes. Pour mesurer l'intensité du courant, Ohm a suspendu une aiguille magnétique à un fil métallique avec un fil métallique. Un courant parallèle à cette flèche la polarisait sur le côté. Lorsque cela s'est produit, le physicien a filé le fil jusqu'à ce que la flèche revienne à sa position initiale. En fonction de l'angle auquel le fil était tordu, il était possible de juger de la valeur de la force actuelle.

À la suite d'une nouvelle expérience, Om est venu à la formule:

X \u003d a / b + l

Ici X- l'intensité du champ magnétique du fil,   l  - longueur du fil un  Est une source de tension constante, b  - résistance constante des éléments restants du circuit.

Si nous nous tournons vers les termes modernes pour décrire cette formule, nous obtenons que X  - intensité actuelle mais  - source EMF, b + l  - résistance totale du circuit.

Loi d'Ohm pour une section de chaîne

La loi d'Ohm pour une seule section du circuit dit: l'intensité du courant dans la section du circuit augmente avec l'augmentation de la tension et diminue avec l'augmentation de la résistance de cette section.

I \u003d U / R

Sur la base de cette formule, nous pouvons décider que la résistance du conducteur dépend de la différence de potentiel. Du point de vue des mathématiques, c'est correct, mais faux du point de vue de la physique. Cette formule est applicable uniquement pour calculer la résistance dans une section distincte du circuit.

Ainsi, la formule de calcul de la résistance d’un conducteur prendra la forme:

R \u003d p ⋅ l / s

Loi d'Ohm pour la chaîne complète

La différence entre la loi d'Ohm pour un circuit complet et la loi d'Ohm pour une section de circuit est que nous devons maintenant prendre en compte deux types de résistance. Il s'agit de la résistance "R" de tous les composants du système et de la résistance interne "r" de la source de force électromotrice. La formule prend donc la forme:

I \u003d U / R + r

Loi d'Ohm pour AC

Le courant alternatif diffère du courant continu en ce sens qu'il varie avec certaines périodes. Plus précisément, il change de sens et de direction. Pour appliquer la loi d'Ohm ici, il est nécessaire de prendre en compte 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 à réactance sont utilisés dans le circuit. La réactance peut être inductive (bobines, transformateurs, inductances) et capacitive (condensateur).

Essayons de déterminer quelle est la vraie différence entre la réactance et la résistance active dans un circuit à courant alternatif. Vous devez déjà avoir compris que la valeur de la tension et de l'intensité du courant dans un tel circuit change avec le temps et a en gros une forme d'onde.

Si nous imaginons schématiquement comment ces deux valeurs changent avec le temps, nous obtenons une sinusoïde. La tension et l'intensité du courant augmentent de zéro à la valeur maximale, puis, en chutant, atteignent la valeur zéro et atteignent la valeur négative maximale. Après cela, ils remontent de zéro jusqu'à la valeur maximale et ainsi de suite. Quand on dit que l'ampérage ou la tension est négative, cela signifie qu'ils se déplacent dans la direction opposée.

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

En fait, ceci n’est qu’une préface. Retour à la résistance réactive et active. La différence est que dans un circuit à résistance active, la phase de courant coïncide avec la phase de tension. C'est-à-dire que la valeur du courant et la valeur de la tension atteignent un maximum dans un sens à la fois. Dans ce cas, notre formule de calcul de la tension, de la résistance ou du courant ne change pas.

Si le circuit contient une réactance, les phases du courant et de la tension sont décalées de ¼ de période. Cela signifie que lorsque le courant atteint sa valeur maximale, la tension sera nulle et inversement. Lorsque la réactance inductive est appliquée, la phase de tension "dépasse" la phase de courant. Lorsque la capacité est appliquée, la phase en cours "dépasse" la phase en tension.

La formule pour calculer la chute de tension à travers la réactance inductive:

U \u003d I L

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

La formule pour calculer la chute de tension à travers la capacité:

U \u003d I / ω C

Avec  - capacité de réactance.

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

Full ressemblera à ceci:

I \u003d U / Z

Ici Z  - l'impédance d'un circuit variable appelé impédance.

Tels que courant électrique, tension, résistance et puissance. C'était au tour des lois électriques de base, la base, pour ainsi dire, sans la connaissance et la compréhension dont il est impossible d'étudier et de comprendre les circuits et les dispositifs électroniques.

Loi d'Ohm

Le courant électrique, la tension, la résistance et la puissance sont bien sûr interconnectés. Et la relation entre eux est sans aucun doute décrite par la loi électrique la plus importante: loi d'Ohm. Sous une forme simplifiée, cette loi s'appelle: loi d'Ohm pour une partie de la chaîne. Et cette loi ressemble à ceci:

"L'intensité du courant dans la section de circuit est directement proportionnelle à la tension et inversement proportionnelle à la résistance électrique de cette section de circuit."

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

Le triangle fonctionne comme suit. Pour calculer l'une des quantités, fermez-la simplement avec votre doigt. Par exemple:

Dans un article précédent, nous avions fait une analogie entre l’électricité et l’eau et révélé la relation entre tension, courant et résistance. En outre, une bonne interprétation de la loi d'Ohm peut servir de figure, qui illustre visuellement l'essence de la loi:

On y voit que l'homme Volt (tension) pousse l'homme Ampère (courant) à travers un conducteur qui tire l'homme Ohm (résistance). Il s'avère donc que plus le conducteur compresse la résistance, plus le courant la traverse ("l'intensité du courant est inversement proportionnelle à la résistance de la section du circuit" - ou plus la résistance est grande, plus le courant chute et moins il est puissant). Mais la tension ne dort pas et pousse le courant avec toutes ses forces (plus la tension est élevée, plus le courant est élevé ou - "l'intensité du courant dans la section du circuit est directement proportionnelle à la tension").

Lorsque la lampe de poche commence à faiblir, nous disons «la batterie est morte». Qu'est-ce qui lui est arrivé, ce qui signifie qu'elle a été renvoyée? Cela signifie que la tension de la batterie a diminué et qu'il 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 élevé.

Connexion série - Circuit série

Lorsque vous connectez des consommateurs en série, par exemple des ampoules classiques, l'intensité du courant de chaque consommateur est la même, mais la tension sera différente. À chacun des consommateurs, la tension va baisser (diminuer).

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

Lorsqu'elles sont connectées en série, les résistances des consommateurs s'additionnent. La formule pour calculer la résistance totale:

Connexion parallèle - Circuit parallèle

Avec une 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 ceci:

Avec une connexion en parallèle, la résistance totale du circuit sera toujours inférieure à la valeur de la plus petite résistance individuelle. Ou ils disent que "la résistance sera moins que le moins".

La résistance totale du circuit, composée de deux consommateurs, en connexion parallèle:

La résistance totale du circuit, composée 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.

Énergie électrique

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

Ainsi, connaissant la tension de la source et mesurant la consommation de courant, nous pouvons déterminer la puissance consommée par l'appareil. Et inversement, connaissant la puissance de l'appareil et la tension du réseau, nous pouvons déterminer la quantité de courant consommée. De tels calculs sont parfois nécessaires. Par exemple, des fusibles ou des disjoncteurs sont utilisés pour protéger les appareils électriques. Afin de choisir le bon dispositif de protection, vous devez connaître la consommation de courant. Les fusibles utilisés dans les appareils ménagers sont généralement réparables et suffisants pour les restaurer

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MINISTÈRE DE L’ÉDUCATION DE LA RÉPUBLIQUE DU BELARUS

Département des sciences naturelles

Résumé

Loi d'Ohm

Fait par:

Ivanov M.A.

Introduction

1. Vue générale de la loi d'Ohm

2. Histoire de la découverte de la loi d'Ohm, brève biographie du scientifique

3. Types de lois d'Ohm

4. Les premières études sur la résistance des conducteurs

5. Mesures électriques

Conclusion

Littérature, autres sources d'information

Introduction

Les phénomènes associés à l'électricité ont été observés dans la Chine ancienne, en Inde et dans la Grèce antique plusieurs siècles avant le début de notre ère. Vers 600 avant JC, selon les légendes conservées, l'ancien philosophe grec Thalès de Milet connut la propriété de l'ambre frotté sur la laine pour attirer les objets légers. À propos, les anciens Grecs appelaient le mot «électron» ambre. Le mot «électricité» vient aussi de lui. Mais les Grecs ont seulement observé les phénomènes d’électricité, sans pouvoir les expliquer.

Le 19ème siècle a été riche en découvertes liées à l'électricité. Une découverte a donné lieu à toute une série de découvertes sur plusieurs décennies. L'électricité issue de la recherche a commencé à devenir une marchandise. Il a commencé son introduction généralisée dans divers domaines de la production. Les moteurs électriques, générateurs, téléphone, télégraphe, radio ont été inventés et créés. L'introduction de l'électricité en médecine commence.

La tension, le courant et la résistance sont des grandeurs physiques qui caractérisent les phénomènes qui se produisent dans les circuits électriques. Ces valeurs sont interconnectées. Cette connexion a d'abord été étudiée 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 est:  L'intensité du courant dans la section de 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 \u003d U / R, il découle de la formule que U \u003d IChR et R \u003d U / I. Depuis La résistance de ce conducteur ne dépendant ni de la tension ni de l'intensité du courant, il convient de lire la dernière formule de la manière suivante: la résistance de ce conducteur est égale au rapport de la tension à ses extrémités sur l'intensité du courant qui le traverse. Dans les circuits électriques, le plus souvent les conducteurs (consommateurs d'énergie électrique) sont connectés en série (par exemple, des ampoules dans des lumières de Noël) et en parallèle (par exemple, des appareils électroménagers).

En cas de connexion en série, l'intensité du courant dans les deux conducteurs (ampoules) est la même: I \u003d I1 \u003d I2, la tension aux extrémités de la section considérée du circuit est la somme de la tension des première et deuxième ampoules: U \u003d U1 + U2. La résistance totale du site est égale à la somme des résistances des ampoules R \u003d R1 + R2.

Lorsque les résistances sont connectées en parallèle, la tension est la même au niveau du circuit et aux extrémités des résistances: U \u003d U1 \u003d U2. l'intensité du courant dans la partie non branchée du circuit est égale à la somme des courants dans les résistances individuelles: I \u003d I1 + I2. La résistance totale de la section est inférieure à la résistance de chaque résistance.

Si les résistances des résistances sont identiques (R1 \u003d R2), la résistance totale de la section. Si trois résistances ou plus sont connectées en parallèle au circuit, la résistance totale peut être:

trouvée par la formule: 1 / R \u003d 1 / R1 + 1 / R2 + ... + 1 / RN. En parallèle, les consommateurs de réseau connectés sont dimensionnés pour une tension égale à la tension de réseau.

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

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

2. Histoire de la découverte de la loi d'Ohm, brève biographie du scientifique

Georg Simon Om est né le 16 mars 1787 à Erlangen, dans la famille d'un serrurier héréditaire. Après avoir obtenu son diplôme, Georg entra dans le gymnase de la ville. Le lycée d’Erlangen a été supervisé par l’université. Les cours au gymnase ont été donnés par quatre professeurs. Après avoir terminé ses études secondaires, Georg a commencé à étudier les mathématiques, la physique et la philosophie au printemps 1805 à la Faculté de philosophie de l'Université d'Erlangen.

Après avoir étudié pendant trois semestres, il a accepté l'invitation de prendre la place d'un professeur de mathématiques dans une école privée de la ville suisse de Gotstadt.

En 1811, il rentre à Erlangen, obtient son diplôme de l’université et obtient un doctorat. Immédiatement après l'obtention de son diplôme, il s'est vu offrir le poste de conseiller en documentation du département de mathématiques de la même université.

En 1812, Om fut nommé professeur de mathématiques et de physique dans une école de Bamberg. En 1817, il publie son premier ouvrage imprimé sur la méthodologie d’enseignement, "Le moyen le plus optimal d’enseigner la géométrie en classe préparatoire". Om est allé à la recherche en électricité. Ohm a jeté les bases de la balance de torsion de Coulomb au cœur de son compteur électrique. Ohm a formalisé les résultats de ses recherches sous la forme d'un article intitulé "Un rapport préliminaire sur la loi selon laquelle les métaux conduisent l'électricité de contact." L'article fut publié en 1825 dans le Journal of Physics and Chemistry, publié par Schweiger. Cependant, l'expression trouvée et publiée par Om s'est révélée inexacte, ce qui explique en partie sa non-reconnaissance prolongée. En prenant toutes les précautions, en éliminant à l’avance toutes les sources présumées d’erreurs, Ohm a procédé à de nouvelles mesures.

Son célèbre article "La définition de la loi selon laquelle les métaux conduisent l'électricité de contact, ainsi qu'un projet de théorie de l'appareil voltaïque et l'animateur de Schweigger", publié en 1826 dans le Journal de physique et chimie, est publié.

En mai 1827, "Investigations théoriques sur les circuits électriques", avec un volume de 245 pages, contenant à présent les considérations théoriques d'Ohm sur les circuits électriques. Dans ce travail, le scientifique a proposé de caractériser les propriétés électriques d'un conducteur par sa résistance et introduit ce terme dans une utilisation scientifique. Ohm a trouvé une formule plus simple pour la loi d’une section de circuit électrique ne contenant pas de champs électromagnétiques: "L’intensité du courant dans un circuit galvanique est directement proportionnelle à la somme de toutes les tensions et inversement proportionnelle à la somme des longueurs réduites. La longueur totale réduite est définie comme la somme de toutes les longueurs réduites conductivité différente et section transversale différente ".

En 1829, son article est paru «Une étude expérimentale de l’œuvre du multiplicateur électromagnétique», dans lequel les fondements de la théorie des instruments de mesure électriques ont été posés. 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, une nouvelle étude d'Ohm, "Une tentative de créer une théorie approximative de la conductivité unipolaire", apparaît. En 1841 seulement, l'œuvre d'Ohm a été traduite en anglais, en 1847 - en italien, en 1860 - en français.

Le 16 février 1833, sept ans après la publication de l'article dans lequel sa découverte était publiée, Omu se vit proposer le poste de professeur de physique à la nouvelle école polytechnique de Nuremberg. Le scientifique entame 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.

Avant tous les scientifiques étrangers, la loi d’Ohm était reconnue par les physiciens russes Lenz et Jacobi. Ils ont aidé sa reconnaissance internationale. Avec la participation de physiciens russes, le 5 mai 1842, la Royal Society of London décerna une médaille d'or à Om et l'élit membre de celui-ci.

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 en tant que professeur extraordinaire. La même année, il a été nommé gardien de l'Assemblée nationale des appareils physiques et mathématiques avec des conférences simultanées sur la physique et les mathématiques. En 1852, Om reçut le poste de professeur titulaire. Om est décédé le 6 juillet 1854. En 1881, lors du Congrès électrotechnique de Paris, des scientifiques ont approuvé 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 de chaîne homogène   (ne contenant pas de source de courant): le courant dans le conducteur est directement proportionnel à la tension appliquée et inversement proportionnel à la résistance du conducteur:

Loi d'Ohm pour la chaîne complète - le courant dans le circuit est proportionnel à la force électromagnétique agissant dans le circuit et inversement proportionnel à la somme des résistances 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

partie du circuit qui est en dehors de la source de CEM)

Les champs électromagnétiques sont le travail de forces externes (c'est-à-dire d'origine non électrique) lors du déplacement d'une charge dans un circuit lié à la magnitude de cette charge.

Unités:

EMF - Volts

Courant - Ampères

Résistances (R et R) - Ohms

En appliquant la loi fondamentale du circuit électrique (loi d'Ohm), on peut expliquer de nombreux phénomènes naturels qui, à première vue, semblent mystérieux et paradoxaux. Par exemple, nous savons tous que tout contact humain avec des fils électriques sous tension est mortel. Un simple contact du fil cassé d'une ligne haute tension peut tuer une personne ou un animal avec du courant électrique. Mais en même temps, nous voyons constamment comment les oiseaux s’assoient tranquillement sur des câbles électriques à haute tension, et rien ne menace la vie de ces êtres vivants. Alors, comment trouver une explication à un tel paradoxe?

Mais ce phénomène s’explique simplement si vous imaginez qu’un oiseau sur un fil électrique est l’une des sections du réseau électrique, la résistance du second est beaucoup plus élevée que la résistance d’une autre section 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 lui. Cependant, une sécurité totale ne lui est garantie qu'en contact avec le site du fil haute tension. Mais si seul un oiseau assis sur une ligne électrique touche un fil ou un bec avec une aile ou un bec ou tout objet situé près d'un fil (un poteau télégraphique, par exemple), il mourra inévitablement. Après tout, le pilier est directement connecté à la terre, et le flux de charges électriques, passant au corps de l’oiseau, est capable de le tuer instantanément, se déplaçant rapidement vers la terre. Malheureusement, pour cette raison, de nombreux oiseaux meurent dans les villes.

Pour protéger les oiseaux des effets néfastes de l’électricité, des scientifiques étrangers ont mis au point des dispositifs spéciaux - des perchoirs pour oiseaux, isolés du courant électrique. Ces appareils étaient placés sur des lignes à haute tension. Les oiseaux perchés sur un perchoir isolé peuvent, sans aucun risque pour la vie, toucher leurs fils, poteaux ou crochets avec leur bec, leurs ailes ou leur queue. La surface de la partie 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 est très insignifiante, seulement 0,05 à 0,2 mm. et franchit facilement avec une tension de 250 V. Dans ce cas, la résistance diminue de cent fois et diminue le plus tôt possible, plus le courant agit longtemps sur le corps humain. De façon spectaculaire, jusqu’à 800 - 1000 Ohms, réduisent la résistance du corps humain, la transpiration excessive de la peau, le surmenage, l’excitation nerveuse, l’intoxication. Ceci explique que parfois même une petite 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, raison pour laquelle même les électriciens utilisent même un équipement de protection isolant de 36 volts - des gants en caoutchouc ou un instrument à poignées isolées.

La loi d'Ohm a l'air si simple que les difficultés à surmonter pour l'établir sont négligées et oubliées. La loi d'Ohm n'est pas facile à vérifier et ne peut être considérée comme une vérité évidente. en effet, pour de nombreux matériaux, il n'est pas satisfait.

Quelles sont donc ces difficultés? N'est-il pas possible de vérifier ce qui donne un changement dans le nombre d'éléments de la colonne voltaïque, déterminant le courant pour un nombre différent d'éléments?

Le fait est que lorsque nous prenons un nombre différent d’éléments, nous modifions toute la chaîne, car les éléments supplémentaires ont une résistance supplémentaire. Par conséquent, vous devez trouver un moyen de modifier la tension sans changer la batterie elle-même. De plus, un courant de taille différente chauffe le fil jusqu'à ce que la température atteigne une température. Cet effet peut également affecter l'intensité du courant. Om (1787-1854) surmonta ces difficultés en tirant parti du phénomène de thermoélectricité, découvert par Seebeck (1770-1831) en 1822.

Ohm a ainsi 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. Donc, au moins cela devrait nous paraître maintenant.

Les contemporains d'Ohm, en particulier ses compatriotes, pensaient autrement: c'est peut-être justement la simplicité de la loi d'Ohm qui a éveillé leurs soupçons. Om a rencontré des difficultés dans une carrière, a ressenti un besoin; Om était particulièrement déprimé par le fait que ses œuvres n'étaient pas reconnues. Au crédit de la Grande-Bretagne, et en particulier de la Royal Society, il faut dire que le travail de Om a reçu une reconnaissance bien méritée dans ce pays. Om est l'une de ces grandes personnes dont les noms sont souvent écrits avec une petite lettre: le nom "om" a été attribué à l'unité de résistance.

4. Les premières études sur la résistance des conducteurs

Qu'est-ce qu'un chef d'orchestre? C’est un composant purement passif du circuit électrique, ont répondu les premiers chercheurs. S'engager dans ses recherches signifie simplement se creuser la tête pour résoudre des énigmes inutiles, car seule la source actuelle est un élément actif.

Cette vision des choses nous explique pourquoi les scientifiques, du moins jusqu'en 1840, ont montré peu d’intérêt pour les quelques travaux réalisés dans ce sens.

Ainsi, lors du deuxième congrès de scientifiques italiens, tenu à Turin en 1840 (le premier s’est réuni à Pise en 1839 et a même acquis une certaine importance politique), prenant la parole lors du débat sur le rapport présenté par Marianini, De la Rive a fait valoir que la conductivité de la plupart des liquides n’est pas absolu, "mais plutôt relatif et change en fonction de la force actuelle". Mais la loi d'Ohm a été publiée 15 ans auparavant!

Stefano Marianini (1790-1866) faisait partie des rares scientifiques qui ont commencé à s'intéresser à la conductivité des conducteurs après l'invention du galvanomètre.

Il est venu à sa découverte par hasard, étudiant la tension des batteries. Il a noté qu'avec l'augmentation du nombre d'éléments de la colonne de volts, l'effet électromagnétique sur la flèche n'augmente pas de façon notable. Cela a immédiatement fait penser à Marianini que chaque élément de volt est un obstacle au passage du courant. Il a fait des expériences avec des paires «actives» et «inactives» (composées de deux plaques de cuivre séparées par un joint humide) et a expérimenté une relation dans laquelle le lecteur moderne reconnaîtra un cas particulier de la loi d'Ohm lorsque la résistance du circuit externe n'est pas acceptée. attention, comme dans l'expérience de Marianini.

Georg Simon Om (1789-1854) reconnaît les mérites de Marianini, bien que ses œuvres ne lui fournissent pas une aide directe. Om s'inspira dans ses travaux de l'ouvrage (Théorie analytique de la chaleur, Paris, 1822) de Jean Baptiste Fourier (1768-1830), l'un des travaux scientifiques les plus importants de tous les temps, acquit très vite une renommée et une reconnaissance parmi les mathématiciens et les physiciens de ce temps. Omu 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 est expliqué par la différence de température, tout comme Ohm explique la différence entre les "forces électroscopiques" aux deux points du conducteur, l'apparition d'un courant électrique entre eux.

Fidèle à cette analogie, Ohm a commencé ses études expérimentales en déterminant les conductivités relatives de divers conducteurs. En appliquant une méthode devenue classique, il connecta en série des conducteurs minces de différents matériaux de même diamètre, en changeant leur longueur pour obtenir un certain courant. Les premiers résultats qu'il a réussi à obtenir aujourd'hui semblent plutôt modestes. galvanomètre électrique loi ohm

Les historiens sont étonnés, par exemple, par le fait que, selon les mesures d’Ohm, l’argent a une conductivité inférieure à celle du cuivre et de l’or, et acceptent avec condescendance l’explication donnée ultérieurement par Ohm lui-même, selon laquelle l’expérience a été réalisée avec un fil d’argent recouvert d’une couche d’huile, ce qui a faussé la valeur exacte. diamètre.

À cette époque, il existait de nombreuses sources d’erreurs au cours des expériences (pureté insuffisante du métal, difficulté à calibrer le fil, difficulté à mesurer avec précision, etc.). La source d'erreur la plus importante était la polarisation des batteries. Les éléments permanents (chimiques) n'étant pas encore connus, la force électromotrice de l'élément a considérablement changé pendant le temps nécessaire aux mesures. Ce sont précisément ces raisons qui ont provoqué les erreurs qui ont conduit Ohm à la conclusion de ses expériences sur la loi logarithmique de la dépendance de l'intensité du courant à la résistance d'un conducteur connecté entre deux points du circuit. Après la publication du premier article, Oma Poggendorf lui a conseillé d'abandonner les éléments chimiques et d'utiliser un thermocouple en cuivre-bismuth, introduit par Seebeck peu de temps auparavant.

Ohm a tenu compte de ce conseil et a répété ses expériences en assemblant une unité avec une batterie thermoélectrique dans le circuit externe, dans laquelle huit fils de cuivre de même diamètre mais de longueurs différentes étaient connectés en série. Il a mesuré le courant avec une sorte d'équilibre de torsion, formé d'une flèche magnétique suspendue à un fil métallique. Lorsque le courant parallèle à la flèche l'a dévié, Ohm a tordu le fil sur lequel il était suspendu jusqu'à ce que la flèche soit dans sa position normale;

le courant était considéré comme proportionnel à l'angle auquel le fil était tordu. Ohm a conclu que les résultats des expériences menées avec huit fils différents "peuvent très bien être exprimés par l’équation

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

Les conditions de l'expérience ont changé: les résistances et les couples thermoélectriques ont été remplacés, mais les résultats ont encore été réduits à la formule ci-dessus, qui passe très facilement à celle que nous savons si X est remplacé par le courant, a par la force électromotrice et b + x par la résistance totale du circuit.

Ayant obtenu cette formule, Ohm l’utilise pour étudier l’action du multiplicateur de Schweiger sur la déviation de la flèche et pour étudier le courant circulant dans le circuit externe de la batterie de cellules, en fonction de la manière dont elles sont connectées - en série ou en parallèle. Ainsi, explique-t-il (comme c’est le cas actuellement dans les manuels) ce qui détermine le courant de la batterie externe, une question plutôt sombre pour les premiers chercheurs. Om espérait que son travail expérimental lui permettrait d'accéder à l'université, ce qu'il souhaitait tant. Cependant, les articles sont passés inaperçus. Il a ensuite quitté la place d'un professeur dans un gymnase de Cologne et s'est rendu à Berlin pour comprendre théoriquement les résultats. En 1827, à Berlin, il publie son ouvrage principal, Die galvanische Kette, mathe-matisch bearbeitet (circuit galvanique développé mathématiquement).

Cette théorie, dans le développement de laquelle il a été inspiré, comme nous l'avons déjà indiqué, par la théorie analytique de Fourier de la chaleur, introduit les concepts et les définitions exactes de la force électromotrice, ou "force électroscopique", comme on l'appelle Ohm, la conductivité (Starke der Leitung) et l'intensité du courant. Exprimant la loi qu'il a dérivée sous une forme différentielle donnée par les auteurs modernes, Ohm l'écrit en quantités finies pour des cas particuliers de circuits électriques spécifiques, dont le circuit thermoélectrique est particulièrement important. Sur cette base, il formule les lois bien connues de la variation de la tension électrique le long du circuit.

Mais les études théoriques d'Ohm sont également passées inaperçues, et si quelqu'un en parle, ce n'est que pour ridiculiser "un fantasme douloureux dont le seul but est le désir de minimiser la dignité de la nature". Et seulement environ dix ans plus tard, ses œuvres brillantes ont commencé à être reconnues:

L'Allemagne a été louée par Poggendorf et Fechner, en Russie - par Lenz, en Angleterre - par Wheatstone, en Amérique - par Henry, en Italie - par Matteucci.

Parallèlement aux expériences d'Ohm en France, A. Becquerel a mené ses expériences, et en Angleterre - Barlow. Les expériences du premier sont particulièrement remarquables par l’introduction d’un galvanomètre différentiel à double enroulement du cadre et par l’utilisation de la méthode de mesure "zéro". Les expériences de Barlow méritent d’être mentionnées car elles ont confirmé expérimentalement la constance de la force du courant sur l’ensemble du circuit. Cette conclusion a été testée et distribuée au courant de batterie interne par Fechner en 1831, généralisée en 1851 par Rudolf Kolrausch.

(180E - 1858) sur des conducteurs liquides, puis à nouveau confirmés par les expériences approfondies de Gustav Needman (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 la dépendance de la résistance d’un conducteur sur sa longueur et sa section. Ces travaux ont été poursuivis par Pouillet et décrits par lui dans les éditions suivantes de son célèbre «Elements de

physique expérimentale »(« Principes fondamentaux de la physique expérimentale »), dont la première édition est parue en 1827. La résistance a été déterminée par la méthode de comparaison.

Déjà en 1825, Marianini avait montré que, dans les circuits de dérivation, le courant électrique était réparti sur tous les conducteurs, quel que soit leur matériau de construction, contrairement à la déclaration de Volta, qui estimait que si une branche du circuit est formée par un conducteur métallique et le reste par un liquide, alors tout courant doit passer à travers le conducteur métallique. Arago et Pouillet ont popularisé les observations de Marianini en France. Ne connaissant pas encore la loi d'Ohm, Pourier en 1837 utilisa ces observations et les lois de Becquerel pour montrer que la conductivité d'un circuit équivalent à deux

chaînes ramifiées, égales à la somme des conductivités des deux chaînes. Avec ce travail, Pourier a initié l'étude des chaînes ramifiées. Pouye leur fixa un certain nombre de termes,

qui sont toujours en vie, et certaines lois particulières généralisées par Kirchhoff en 1845 dans ses fameux «principes».

La plus grande motivation pour effectuer des mesures électriques, et en particulier des mesures de résistance, a été donnée par les besoins croissants de la technologie et, tout d’abord, par les problèmes posés par l’avènement du télégraphe électrique. Pour la première fois, l'idée d'utiliser l'électricité pour transmettre des signaux à distance est née au XVIIIe siècle. Volta a décrit le projet de télégraphe et Ampère, en 1820, a proposé d'utiliser des phénomènes électromagnétiques pour transmettre des signaux. L’idée d’Ampère a été reprise par de nombreux scientifiques et techniciens: en 1833, Gauss et Weber ont construit à Göttingen une simple ligne télégraphique reliant l’observatoire astronomique et un laboratoire de physique. Mais le télégraphe a reçu une utilisation pratique grâce à l’Américain Samuel Morse (1791-1872), qui en 1832 eut la bonne idée de créer un alphabet télégraphique composé de deux caractères seulement. Après de nombreuses tentatives en Morse, en 1835, il réussit enfin à construire de manière privée le premier modèle de télégraphe brut de l'Université de New York. En 1839, un expérimental

la ligne entre Washington et Baltimore et, en 1844, la première entreprise américaine à commercialiser la nouvelle invention, organisée par Morse, est née. 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 dans la fabrication d'instruments de musique, étudie et perfectionne le télégraphe. 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 cette époque donnait des résultats peu fiables, principalement en raison de l'absence de sources d'énergie stables. Déjà en 1840, Wheatstone découvrit une méthode de mesure de la résistance, quelle que soit la constance de la force électromotrice, et montra son appareil à Jacobi. Cependant, un article dans lequel ce dispositif est décrit et que l’on peut appeler le premier travail dans le domaine du génie électrique 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 -

dès 1833 par Gunther Christie et indépendamment de lui en 1840, Marianini; tous deux proposaient une méthode de réduction à zéro, mais leurs explications théoriques, dans lesquelles la loi d'Ohm n'était pas prise en compte, laissaient beaucoup à désirer.

Whitston était un fan d'Om et connaissait très bien sa loi, aussi la théorie qu'il a donnée du "pont de Wheatstone" n'était-elle pas différente de celle qui est maintenant donnée dans les manuels scolaires. En outre, Whitston, afin de modifier rapidement et facilement la résistance d’un côté du pont afin d’obtenir une intensité de courant nulle dans le galvanomètre compris dans la diagonale du pont, a construit trois types de rhéostats (il a lui-même proposé ce mot).

analogies avec le «rhéophore» introduit par Ampère, à l’imitation duquel Pekle a également inventé le terme «rhéomètre»). Le premier type de rhéostat à support mobile, utilisé maintenant, a été créé par Wheatstone par analogie avec un dispositif similaire utilisé par Jacobi en 1841. Le second type de rhéostat était sous la forme d'un cylindre en bois, autour duquel une partie du fil connecté au circuit était enroulée, qui était facilement rembobinée dans un cylindre en bois. sur le bronze. Le troisième type de rhéostat ressemblait au «magasin de résistance» qu’Ernst

Werner Siemens (1816-1892), scientifique et industriel, amélioré et largement distribué en 1860. Le pont de Wheatstone a permis de mesurer les forces et les résistances électromotrices.

La création d’un télégraphe sous-marin, peut-être même plus qu’un télégraphe aérien, a nécessité la mise au point de méthodes de mesure électriques. Les expériences avec le télégraphe sous-marin ont commencé dès 1837 et l'un des premiers problèmes à résoudre était la détermination de la vitesse de propagation du courant. Dès 1834, Wheatstone utilise des miroirs rotatifs, comme nous l’avons déjà mentionné au chap. 8, fait les premières mesures de cette vitesse, mais les résultats obtenus contredisent ceux de Latimer Clark, et ce dernier ne correspond 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 différences. Selon Thomson, la vitesse du courant dans le conducteur n'a pas une certaine valeur. 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 la capacité électrique. Suivant sa théorie, qui dans "" son temps

soumis à de vives critiques, Thomson a abordé les problèmes liés au télégraphe sous-marin.

Le premier câble transatlantique reliant l’Angleterre et l’Amérique a fonctionné pendant environ un mois, mais s’est ensuite détérioré. Thomson calculait un nouveau câble, effectuait de nombreuses mesures de résistance et de capacité, proposait de nouveaux dispositifs de transmission, parmi lesquels il convient de mentionner le galvanomètre à réflexion astatique, remplacé par un "enregistreur à siphon" de son invention. Enfin, en 1866, le nouveau câble transatlantique est entré en vigueur avec succès. La création de cette première grande installation électrique s’est accompagnée de la mise au point d’un système d’unités de mesures électriques et magnétiques.

La base de la métrique électromagnétique a été posée par Karl Friedrich Gauss (1777-1855) dans son célèbre article intitulé «Intensitas vis magnética terrestris ad mensuram absolutam revocata» («L’ampleur de la force du magnétisme terrestre en mesures absolues»), publié en 1832. Gauss nota que les unités magnétiques ne sont pas compatibles entre

lui-même, du moins pour la plupart, et a donc proposé un système d'unités absolues basé sur trois unités de base de la mécanique: seconde (unité de temps), millimètre (unité de longueur) et milligramme (unité de masse). À travers eux, il a exprimé toutes les autres unités physiques et a mis au point un certain nombre d’instruments de mesure, notamment un magnétomètre permettant de mesurer en unités absolues de magnétisme terrestre. Le travail de Gauss a été poursuivi par Weber, qui a construit bon nombre de ses propres dispositifs et dispositifs conçus par Gauss. Progressivement, notamment grâce aux travaux de Maxwell, menés au sein de la commission de mesure spéciale créée par la British Association, qui publiait des rapports annuels de 1861 à 1867, l'idée de créer des systèmes de mesures unifiés, notamment un système de mesures électromagnétiques et électrostatiques, est née.

Les réflexions sur la création de tels systèmes absolus d'unités ont été détaillées dans le rapport historique pour 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, en attribuant à chacune d’elles un nom en hommage à un grand physicien. La plupart de ces noms sont encore conservés: volts, ohms, ampères, joules, etc.

de nombreux hauts et bas en 1935, le système international Georgi, ou MKSQ, a été introduit, qui prend le mètre, kilogramme-masse, seconde et ohm pour les unités principales.

Les «systèmes» d'unités sont associés aux «formules dimensionnelles», d'abord appliquées par Fourier dans sa théorie analytique de la chaleur (1822) et diffusées par Maxwell, qui en a établi la notation. La métrologie du siècle dernier, basée sur le désir d'expliquer tous les phénomènes à l'aide de modèles mécaniques, attachait une grande importance aux formules de dimensions dans lesquelles elle ne voulait voir ni plus ni moins comme une clé des secrets de la nature. Dans le même temps, plusieurs déclarations de nature presque dogmatique ont été avancées. Ainsi, un dogme presque obligatoire était l'exigence que les quantités de base soient certainement trois. Mais à la fin du siècle, ils ont commencé à comprendre que les formules dimensionnelles étaient de pures conventions, de sorte que l’intérêt pour les théories dimensionnelles commençait à décliner progressivement.

Conclusion

E. Lommel, professeur de physique à l'Université de Munich, a bien parlé de l'importance des recherches d'Om lors de l'ouverture du monument au scientifique en 1895:

"Ohm a découvert un flambeau éclairant la zone de l'électricité qui était plongée dans l'obscurité. Ohm a montré qu'il n'y avait pas d'autre solution que de passer à travers une forêt impénétrable d'obscurs faits. Des succès remarquables dans le développement de l'électrotechnique au cours des dernières décennies n'ont pu être atteints basé sur la découverte de Om. Seul celui qui est capable de dominer les forces de la nature et de les contrôler, qui peut démêler les lois de la nature, Om s'est détaché de la nature si longtemps cachée par son secret et l'a transmise aux mains du contemporain. ».

Liste des sources utilisées

Dorfman Y. G. Histoire mondiale de la physique. M., 1979 Ohm G. Définition de la loi selon laquelle les métaux conduisent l'électricité de contact. - Dans le livre: classiques de la science physique. M., 1989

Encyclopédie Cent personnes. Ce qui a changé le monde Ohm

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

Orir J. Physique, T. 2.M., 1981

Giancoli D. Physique, T. 2.M., 1989

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

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

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Ils disent: "Ne connais pas la loi d'Ohm - reste à la maison." Découvrons donc (souvenez-vous) de quel type de loi il s’agit et promenons-nous courageusement.

Notions de base de la loi d'Ohm

Comment comprendre la loi d'Ohm? Vous devez juste comprendre ce qui est dans sa définition. Et vous devriez commencer par déterminer l'intensité du courant, la tension et la résistance.

Ampérage I

Laisser un courant circuler dans un conducteur. Autrement dit, il y a un mouvement dirigé de particules chargées - par exemple, ce sont des électrons. Chaque électron a une charge électrique élémentaire (e \u003d -1,60217662 × 10 -19 Coulomb). Dans ce cas, une charge électrique spécifique égale à la somme de toutes les charges des électrons en circulation traversera une surface sur une certaine période.

Le rapport charge / temps est appelé la force du courant. Plus la charge traverse le conducteur dans un certain temps, plus l'intensité du courant est grande. Le courant est mesuré en Ampera.

Tension U ou différence de potentiel

C'est exactement ce qui fait bouger les électrons. Le potentiel électrique caractérise la capacité du champ à effectuer des travaux sur le transfert de charge d'un point à un autre. Il existe donc une différence de potentiel entre les deux points du conducteur et le champ électrique assure le transfert de charge.

Une quantité physique égale au travail d'un champ électrique effectif lors du transfert d'une charge électrique est appelée tension. Mesuré en Volts. Un Volt  Est-ce la tension qui, lorsque la charge passe à 1 Cl  effectue un travail égal à 1 Joule.

Résistance r

Comme vous le savez, le courant circule dans un conducteur. Que ce soit une sorte de fil. Se déplaçant à travers un fil sous l’influence d’un champ, les électrons entrent en collision avec les atomes du fil, le conducteur se réchauffe, les atomes du réseau cristallin commencent à osciller, ce qui crée encore plus de problèmes pour le mouvement des électrons. Ce phénomène s'appelle la résistance. Cela dépend de la température, du matériau, de la section du conducteur et se mesure en Omaha.

Libellé et explication de la loi d'Ohm

La loi du professeur d'allemand Georg Ohm est très simple. Il se lit comme suit:

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

Georg Ohm a déduit cette loi de manière expérimentale (empirique) en 1826   année Naturellement, plus la résistance de la section de circuit est grande, moins le courant sera intense. En conséquence, plus la tension est élevée, plus le courant est élevé.

Au fait! Nos lecteurs ont maintenant une réduction de 10% sur

Cette formulation de la loi d'Ohm est la plus simple et convient à une partie de la chaîne. Par "section du circuit", nous entendons une section homogène sur laquelle il n’existe aucune source de courant avec les CEM. En termes simples, cette section contient une sorte de résistance, mais aucune batterie n’y fournit du courant.

Si nous considérons la loi d'Ohm pour une chaîne complète, sa formulation sera légèrement différente.

Supposons que nous ayons un circuit, une source de courant créant une tension et une certaine résistance.

La loi est écrite comme suit:

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

En passant, à propos de ce qu'est la FEM, lisez notre article séparé.

Comment comprendre la loi d'Ohm?

Pour comprendre intuitivement la loi d'Ohm, nous nous tournons vers l'analogie consistant à représenter le courant sous la forme d'un liquide. C’est exactement ce que Georg Om pensait en menant les expériences qui ont permis de découvrir la loi qui porte son nom.

Imaginez que le courant ne soit pas le mouvement de particules porteuses dans un conducteur, mais le mouvement d'un courant d'eau dans un tuyau. Premièrement, la pompe soulève l’eau jusqu’à la pompe à eau et, de là, sous l’influence de l’énergie potentielle, elle a tendance à descendre et à traverser le tuyau. De plus, plus la pompe pompe l'eau, plus elle s'écoulera rapidement dans le tuyau.

Il en résulte que le débit d'eau (intensité du courant dans le fil) sera d'autant plus grand 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 des parois. Il est logique de supposer que plus le diamètre est grand, plus la résistance du tuyau est faible et plus la quantité d'eau (plus de courant) sera importante dans sa section transversale.

La force actuelle est inversement proportionnelle à la résistance.

Une telle analogie ne peut être établie que pour une compréhension fondamentale de la loi d'Ohm, car son apparence d'origine est en réalité une approximation assez grossière, qui trouve néanmoins une excellente application dans la pratique.

En fait, la résistance d'une substance est due à la vibration 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 tombés d'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 sûr, nous avons présenté sa formulation la plus simple de la loi d'Ohm et nous ne nous lancerons pas dans la jungle de la physique supérieure, en ce qui concerne les résistances actives et réactives ainsi que d'autres subtilités.

Si vous avez un tel besoin, notre personnel se fera un plaisir de vous aider. Et enfin, nous vous suggérons de regarder une vidéo intéressante sur la loi d'Ohm. C'est vraiment éducatif!