La loi d'Ohm pour une section d'un circuit est une loi expérimentale (empirique) qui établit une relation entre l'intensité du courant dans une section d'un circuit et la tension aux extrémités de cette section et sa résistance. La formulation stricte de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit s'écrit comme suit : l'intensité du courant dans le circuit est directement proportionnelle à la tension dans sa section et inversement proportionnelle à la résistance de cette section.

La formule de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit s'écrit comme suit :

I – intensité du courant dans le conducteur [A] ;

U – tension électrique(différence de potentiel) [V] ;

R- résistance électrique(ou simplement la résistance) du conducteur [Ohm].

Historiquement, la résistance R dans la loi d'Ohm pour une section de circuit est considérée comme la principale caractéristique d'un conducteur, puisqu'elle dépend uniquement des paramètres de ce conducteur. Il convient de noter que la loi d'Ohm sous la forme mentionnée est valable pour les métaux et les solutions (fondus) d'électrolytes et uniquement pour les circuits où il n'y a pas de véritable source de courant ou où la source de courant est idéale. Une source de courant idéale est celle qui ne possède pas sa propre résistance (interne). Vous pouvez en apprendre davantage sur la loi d'Ohm appliquée à un circuit avec une source de courant dans notre article. Mettons-nous d’accord pour considérer le sens positif de gauche à droite (voir figure ci-dessous). La tension dans la zone est alors égale à la différence de potentiel.

φ 1 - potentiel au point 1 (au début de la section) ;

φ 2 - potentiel au point 2 (en fin de section).

Si la condition φ 1 > φ 2 est remplie, alors la tension U > 0. Par conséquent, les lignes de tension dans le conducteur sont dirigées du point 1 au point 2, ce qui signifie que le courant circule dans cette direction. C’est ce sens du courant que nous considérerons positif I > O.

Considérons exemple le plus simple déterminer la résistance sur une section d'un circuit en utilisant la loi d'Ohm. À la suite d'une expérience avec un circuit électrique, un ampèremètre (un appareil qui indique l'intensité du courant) et un voltmètre apparaissent. Il est nécessaire de déterminer la résistance de la section du circuit.

D'après la définition de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit

Lorsqu'ils étudient la loi d'Ohm pour une section de chaîne en 8e année, les enseignants posent souvent aux élèves les questions suivantes pour consolider la matière abordée :

Entre quelles quantités la loi d'Ohm établit-elle une relation pour une section d'un circuit ?

Bonne réponse : entre le courant [I], la tension [U] et la résistance [R].

Outre la tension, pourquoi l’intensité du courant dépend-elle ?

Bonne réponse : De la résistance

Comment l’intensité du courant dépend-elle de la tension du conducteur ?

Bonne réponse : Directement proportionnelle

Comment l’intensité du courant dépend-elle de la résistance ?

Bonne réponse : inversement proportionnelle.

Ces questions sont posées pour qu'en 8e année les élèves se souviennent de la loi d'Ohm pour les sections d'un circuit, dont la définition stipule que l'intensité du courant est directement proportionnelle à la tension aux extrémités du conducteur, si la résistance du conducteur ne changement.

Lorsqu'un circuit externe est connecté à une source de courant, le champ électrique se propage le long du conducteur à la vitesse de la lumière et les charges libres qu'il contient commencent presque simultanément à se déplacer de manière ordonnée. Du courant apparaît dans le circuit.

Les lois fondamentales du courant continu ont été établies en 1826-1827 par le scientifique allemand Georg Ohm et portent donc son nom.

Considérons une section non uniforme du circuit où agit la FEM. Nous notons la force électromotrice dans la section 1-2 par ε 12, et la différence de potentiel appliquée aux extrémités de la section par φ 1 -φ 2. Le travail des forces A 12 (externes et coulombiennes) effectué sur les porteurs de courant est, selon la loi de conservation et de transformation de l'énergie, égale à la chaleur, ressort sur le site. Le travail des forces effectué lors du déplacement d'une charge dans la section 1-2 est égal à

UNE 12 = Q= q 0 ε 12 + q 0 (φ 1 -φ 2) (13.12)

Au fil du temps, de la chaleur est libérée dans le conducteur

où
(13.14)

Ainsi, loi d'Ohm généralisée, ou Loi d'Ohm pour une section non uniforme d'un circuit(section du circuit contenant la source EMF) se lit comme suit :

L'intensité du courant dans une section non uniforme du circuit est directement proportionnelle à la somme de la force électromotrice et de la différence de potentiel aux extrémités de cette section et inversement proportionnelle à sa résistance totale

(13.15)

où r est la résistance interne de la source EMF, R est la résistance du circuit externe.

En appliquant la loi d'Ohm généralisée à l'une ou l'autre section active du circuit, il faut d'abord sélectionner le sens de contournement de cette section, en acceptant de considérer l'une de ses extrémités comme la première (avec un potentiel φ 1), et l'autre comme la seconde (avec potentiel - φ 2). Si cette direction coïncide avec la direction du courant circulant dans la zone, l'intensité du courant est considérée comme positive (I>0), sinon - négative (I<0). ЭДС на рассматриваемом участке положительна тогда, когда направление обхода совпадает с направлением стороннего поля в источнике (это поле в нём направлено от отрицательного полюса к положительному); если же эти направления не совпадают, ЭДС считается отрицательной.

De la loi d'Ohm généralisée, deux autres lois peuvent être obtenues.

Loi d'Ohm pour fermé ( ouchaîne complète) :

L'intensité du courant dans un circuit fermé est directement proportionnelle à la force électromotrice et inversement proportionnelle à sa résistance totale

(13.16)

Puisque les extrémités d'un circuit fermé sont connectées et que les potentiels φ 1 et φ 2 deviennent égaux, alors la différence de potentiel φ 1 – φ 2 = 0

La loi d'Ohm pour un circuit fermé peut s'écrire sous la forme

ε 12 =IR+Ir (13.17)

où IR et Ir sont la chute de tension sur les sections externe et interne du circuit, respectivement

La connexion des sources à une batterie peut être en série ou en parallèle.

Dans une connexion en série, deux sources adjacentes sont reliées par des pôles opposés.

Lorsqu'elle est connectée en série, la FEM de la batterie est égale à la somme des FEM des sources individuelles qui composent la batterie.

Intensité du courant dans un tel circuit

(13.18)

Si vous connectez tous les pôles positifs et tous les pôles négatifs de deux sources, alors une telle connexion de sources d'énergie est appelée parallèle. En pratique, les sources ayant uniquement la même FEM sont toujours connectées en parallèle.

Lors de la connexion de sources d'énergie électrique identiques en parallèle, la FEM de la batterie est égale à la FEM d'une source.

Alors selon la loi d'Ohm

(13.19)

Considérons deux cas limites où la résistance externe s'avère soit très importante, soit au contraire négligeable .

R.→∞ (ouR. >> r). Une situation similaire se produit lorsque le circuit externe est déconnecté, c'est-à-dire lorsque les pôles de la source de courant sont ouverts et qu'il y a un entrefer entre eux à travers lequel aucun courant ne circule. Remplacer dans droit généralisé Ohm I=0, on obtient φ 1 – φ 2 = ε 12. Cela signifie que la tension aux pôles d'une source de courant ouverte est égale à sa force électromotrice.

R.→0 (ouR.<<r). Une situation similaire se produit lors d'un court-circuit. Dans ce cas, le courant augmente jusqu'à une valeur

À qui peut dépasser la valeur admissible pour un circuit donné. Une augmentation soudaine du courant lors d'un court-circuit peut entraîner une génération importante de chaleur. L'intensité du champ à l'intérieur de la batterie disparaît. Les fils peuvent fondre ou devenir très chauds et provoquer un incendie, et la source d'alimentation peut tomber en panne. Pour éviter cela, des fusibles sont utilisés.

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

Ordre de grandeur

appelé conductivité électrique du conducteur . L'unité de conductivité est Siemens (Cm).

Objectifs du cours : comprendre l'application des grandeurs physiques étudiées et les grandeurs qui les relient.

Objectifs de la leçon:

• Les étudiants doivent apprendre que la quantité de chaleur générée par un conducteur transportant du courant est égale au produit du carré du courant, de la résistance du conducteur et du temps Q=I?Rt ;
• Les étudiants doivent apprendre à résoudre des problèmes pour trouver la quantité de chaleur dans des situations spécifiques ;
• Renforcer les compétences des étudiants dans la résolution de problèmes de calcul et qualitatifs
• et expérimental ;
• Formation chez les étudiants d'une attitude consciencieuse envers le travail, positive
• attitude envers la connaissance, éducation à la discipline, vues esthétiques.

Pendant les cours

Actualisation des connaissances. L’enquête est frontale.

1. Quelles sont les trois grandeurs reliées par la loi d’Ohm ?

Je, U, R ; courant, tension, résistance.

2. Comment la loi d'Ohm est-elle formulée ?

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

3. Comment s'écrit la formule de la loi d'Ohm ?

4. Unités de mesure des grandeurs physiques incluses dans la loi d’Ohm.

Ampère, Volt, Ohm.

5. Comment exprimer le travail d'un courant sur un certain temps ?

6. Qu’appelle-t-on pouvoir ?

Pour trouver la puissance moyenne du courant électrique, il faut diviser son travail par le temps P=A/t.

8. Qu'est-ce qui est considéré comme une unité de puissance ?

L'unité de mesure de puissance est 1 W, égal à 1 J/s, 1 W=1J/s.

9. Quelle connexion de conducteurs est appelée série ?

10. Quelle valeur est la même pour tous les conducteurs connectés en série ?

Intensité du courant, I=I 1 =I 2 =I n

11. Comment trouver la résistance totale d'un circuit, connaissant la résistance des conducteurs individuels, dans une connexion en série ?

R = R 1 + R 2 + : + R n.

12. Comment trouver la tension d'une section d'un circuit constitué de conducteurs connectés en série, connaissant la tension sur chacun d'eux ?

U=U 1 +U 2 + :+U n.

13. Quelle connexion de conducteurs est appelée parallèle ?

14. Quelle valeur est la même pour tous les conducteurs connectés en parallèle ?

Tension, U=U 1 =U 2 =U n.

15. Comment trouver la résistance totale d'un circuit, connaissant la résistance des conducteurs individuels, dans une connexion parallèle ?

R = R 1 * R 2 * R n / (R 1 + R 2 + R n).

16. Comment trouver l'intensité du courant dans une section d'un circuit avec une connexion parallèle ?

Je=Je 1 +Je 2 +Je n.

17. Le courant électrique s’appelle :

mouvement ordonné des électrons libres.

18. Formule de calcul de la résistance des conducteurs ?

19. L'ampèremètre est connecté au circuit :

séquentiellement.

20. Tous les consommateurs sont sous la même tension lorsque :

connexion parallèle.

21. Devinez l'énigme.

Un inspecteur très strict regarde droit depuis le mur,
Il regarde et ne cligne pas des yeux. Il ne vous reste plus qu'à allumer la lumière,
Ou branchez le four -
Tout va mal. (Compteur d'électricité).

Et que fait le compteur électrique ?

Consommation d'énergie électrique.

Démonstration de l'expérience.

Déterminer la puissance d'une ampoule.

A = U * I * t = 2,6 V * 1,4 A * 240 s = 873,6 J.

Q=c*m*(t 2 -t 1) =4200 J/ (kg* 0 C)*0,1 kg*2 0 C=840 J.

Exercice 27(2) de .

Question : Dans quel but les fils aux points de connexion sont-ils non seulement torsadés, mais également soudés ? Justifiez votre réponse.

Le courant dans les deux fils est le même puisque les conducteurs sont connectés en série.

Si le point de contact de deux conducteurs n'est pas soudé, sa résistance sera alors assez importante par rapport à la résistance des conducteurs eux-mêmes. C’est alors dans cet endroit que sera dégagée la plus grande quantité de chaleur. Cela entraînera la fusion du point de contact entre les deux conducteurs et l'ouverture du circuit électrique.

Formulation de la loi Joule-Lenz.

La quantité de chaleur générée par un conducteur porteur de courant est égale au produit du carré du courant, de la résistance du conducteur et du temps.

Organisation d'activités indépendantes des étudiants.

Je choisis.

1. Comment la quantité de chaleur dégagée par un conducteur porteur de courant changera-t-elle si le courant dans le conducteur est doublé ?

A. Augmentera de 2 fois. B. Diminuera de 2 fois. B. Augmentera 4 fois.

Répondre. Selon la loi Joule-Lenz, Q=I 2 *R*t, augmentera donc de 4 fois.

B. Augmentera 4 fois.

2. Quelle quantité de chaleur un fil en spirale avec une résistance de 20 Ohms dégagera-t-il en 30 minutes si le courant dans le circuit est de 2A ?

A. 144000 J.B. 28800 J.B. 1440 J.

Répondre. R. 144000J.

3. Les fils de cuivre et de nichrome, ayant les mêmes dimensions, sont connectés en parallèle et connectés à une source de courant. Lequel dégagera le plus de chaleur ?

A. Nichrome. B. Cuivre. B. Idem.

Répondre. B. Cuivre.

Option II.

1. Comment la quantité de chaleur générée par un conducteur porteur de courant changera-t-elle si l'intensité du courant est réduite de 4 fois ?

A. Diminuera de 2 fois. B. Diminuera de 16 fois. B. Augmentera 4 fois.

Répondre. Selon la loi Joule-Lenz, Q=I 2 *R*t diminuera donc de 16 fois.

B. Diminuera de 16 fois.

2. Dans un four électrique à une tension de 220 V, le courant est de 30 A. Quelle quantité de chaleur le four va-t-il dégager en 10 minutes ?

A. 40000 J.B. 39600 J.B. 3960000 J.

Répondre. 3960000 J.

3. Des fils de nickel et d'acier de mêmes dimensions sont connectés en série et connectés à une source de courant. Lequel dégagera le plus de chaleur ?

A. Nikelinovaya. B. Acier. B. Idem.

Répondre. Nickel.

Tâche supplémentaire.

Problèmes de .

Répondre. 500 J.

Devoirs.

Paragraphe 53, exercice 27 (1, 3) du .

Bibliographie:

1. Manuel "Physique", 8e année. UN V. Perychkine.
2. "Recueil de problèmes de physique." DANS ET. Loukachik.

L'ignorance de la loi n'est pas une excuse.
Aphorisme

Je me demande quelles lois seront abordées dans la troisième leçon. Existe-t-il vraiment une montagne entière ou même un tas de ces lois en génie électrique et il faut toutes les mémoriser ? Nous le saurons maintenant. Bonjour, mes chers ! Probablement, beaucoup d'entre vous regardent déjà la prochaine leçon avec des yeux agacés et pensent en eux-mêmes : « Quel ennui ! », et peut-être même envisagent-ils de quitter nos rangs ? Ne vous précipitez pas, tout ne fait que commencer ! La première étape est toujours ennuyeuse... De cette leçon naîtront toutes les choses les plus intéressantes. Aujourd'hui, je vais vous dire qui est un ami et qui est un ennemi en génie électrique, que se passera-t-il si vous réveillez un étudiant en électronique au milieu de la nuit et comment comprendre la moitié de tout le génie électrique avec un seul doigt. Intéressant? Alors allons-y!

Nous avons rencontré notre premier ami lors de la dernière leçon - c'est notre force actuelle. Il caractérise l'électricité en termes de taux de transfert de charge d'un point de l'espace à un autre sous l'influence d'un champ. Mais, comme nous l’avons noté, l’intensité du courant dépend également des propriétés du conducteur à travers lequel ce courant « passe ». L'intensité du courant est directement affectée par la conductivité électrique du matériau. Imaginons maintenant un certain conducteur (comme celui de la figure 3) dans lequel des électrons se déplacent. Je dirais que le principal inconvénient de l’électron est son absence de volant. En raison de cet inconvénient, le mouvement des électrons est déterminé uniquement par le champ agissant sur eux et par la structure du matériau dans lequel ils se déplacent.

Étant donné que les électrons « ne savent pas comment » tourner, certains d'entre eux peuvent entrer en collision avec des nœuds du réseau cristallin qui fluctuent sous l'influence de la température, perdre leur vitesse à cause de la collision et ainsi réduire le taux de transfert de charge, c'est-à-dire réduire la force actuelle. Certains électrons peuvent perdre tellement d’énergie qu’ils « collent » à l’ion et le transforment en atome neutre. Or, si nous augmentons la longueur du conducteur, il est évident que le nombre de telles collisions augmentera également et que les électrons dégageront encore plus d'énergie, c'est-à-dire que l'intensité du courant diminuera. Mais à mesure que la section transversale du conducteur augmente, seul le nombre d'électrons libres augmente et le nombre de collisions par unité de surface ne change pratiquement pas. Par conséquent, à mesure que la surface augmente, le courant augmente également. Ainsi, nous avons découvert que la conductivité électrique (elle n'est plus devenue spécifique, puisqu'elle prend en compte les dimensions géométriques d'un conducteur particulier) dépend immédiatement de trois caractéristiques du conducteur : la longueur, la section et le matériau.

Or, plus un matériau conduit le courant électrique, moins il « résiste » à son passage. Ces déclarations sont équivalentes. Il est temps de rencontrer notre deuxième ami : la résistance électrique. C'est l'inverse de la conductivité et dépend des mêmes caractéristiques du conducteur.

Figure 3.1 – De quoi dépend la résistance des conducteurs ?

Afin de prendre en compte dans le calcul numérique l'influence du type de substance sur sa résistance électrique, la valeur de la résistance électrique spécifique a été introduite, qui caractérise la capacité d'une substance à conduire le courant électrique. Notez que les définitions de la conductivité électrique et de la résistance électrique sont identiques, tout comme les déclarations ci-dessus. La résistance spécifique est définie comme la résistance d'un conducteur d'une longueur de 1 m et d'une section transversale de 1 m 2. Il est désigné par la lettre latine ρ (« ro ») et a pour dimension Ohm m. Ohm est une unité de mesure de résistance, qui est l'inverse de Siemens. Aussi, pour déterminer la résistivité, on peut utiliser la dimension Ohm mm 2 /m, qui est un million de fois plus petite que la dimension principale.
Ainsi, la résistance électrique d’un conducteur peut être décrite en termes de propriétés géométriques et physiques comme suit :

où ρ est la résistivité électrique du matériau conducteur ;
l – longueur du conducteur ;
S est la section transversale du conducteur.

De cette dépendance, il ressort clairement que la résistance du conducteur augmente avec la longueur du conducteur et diminue avec l'augmentation de la section transversale, et dépend également directement de la valeur de la résistivité du matériau.

Rappelons maintenant que l'amplitude du courant dans le conducteur est influencée par la force du champ électrique, sous l'influence duquel un courant électrique apparaît. Oh, combien de millions de milliers de fois il a déjà été mentionné que le courant électrique apparaît sous l'influence d'un champ électrique ! Ce fait doit toujours être gardé à l’esprit. Il existe bien sûr d'autres façons de créer du courant, mais pour l'instant nous ne considérerons que celle-ci. Comme mentionné ci-dessus, une augmentation de l'intensité du champ entraîne une augmentation du courant, et plus récemment, nous avons découvert que plus un électron retient d'énergie lorsqu'il se déplace le long d'un conducteur, plus la valeur du courant électrique est élevée. Du cours de mécanique, on sait que l'énergie d'un corps est déterminée par son énergie cinétique et potentielle. Ainsi, une charge ponctuelle placée dans un champ électrique n’a qu’une énergie potentielle à l’instant initial (puisque sa vitesse est nulle). Pour caractériser cette énergie de champ potentiel que possède la charge, on a introduit la valeur du potentiel électrostatique, égale au rapport de l'énergie potentielle à la valeur de la charge ponctuelle :

où W p est l'énergie potentielle,
q est l'ampleur de la charge ponctuelle.

Une fois que la charge est soumise à l’influence d’un champ électrique, elle commence à se déplacer à une certaine vitesse et une partie de son énergie potentielle se transforme en énergie cinétique. Ainsi, en deux points du champ, la charge aura des valeurs d'énergie potentielle différentes, c'est-à-dire que deux points du champ peuvent être caractérisés par des valeurs de potentiel différentes. La différence de potentiel est définie comme le rapport entre la variation de l'énergie potentielle (travail sur le terrain parfait) et la valeur de la charge ponctuelle :

De plus, le travail du champ ne dépend pas de la trajectoire de déplacement de la charge et ne caractérise que l'ampleur du changement d'énergie potentielle. La différence de potentiel est également appelée tension électrique. La tension est généralement désignée par la lettre anglaise U (« y »), l'unité de mesure de la tension est la valeur volts (V), du nom du physicien et physiologiste italien Alessandro Volta, qui a inventé la première batterie électrique.

Eh bien, nous avons rencontré trois amis inséparables en génie électrique : ampère, volt et ohm ou courant, tension et résistance. Tout composant d'un circuit électrique peut être caractérisé de manière unique à l'aide de ces trois caractéristiques électriques. La première personne à rencontrer et à se lier d'amitié avec les trois à la fois fut Georg Ohm, qui découvrit que la tension, le courant et la résistance sont liés les uns aux autres par un certain rapport :

qui fut plus tard appelée loi d'Ohm.

L'intensité du courant électrique dans un conducteur est directement proportionnelle à la tension aux extrémités du conducteur et inversement proportionnelle à la résistance du conducteur.

Vous devez connaître cette formulation depuis la lettre majuscule C jusqu'au point à la fin. La rumeur veut que la première phrase de tout étudiant en génie électronique réveillé au milieu de la nuit sera précisément la formulation de la loi d'Ohm. C'est l'une des lois fondamentales du génie électrique. Cette formulation est dite intégrale. En plus de cela, il existe également une formulation différentielle qui reflète la dépendance de la densité de courant sur les caractéristiques du champ et du matériau conducteur :

où σ est la conductivité du conducteur,
E – intensité du champ électrique.

Cette formulation découle de la formule donnée dans la deuxième leçon et diffère de la formule intégrale en ce qu'elle ne prend pas en compte les caractéristiques géométriques du conducteur, ne prenant en compte que ses caractéristiques physiques. Cette formulation n’est intéressante que d’un point de vue théorique et n’est pas appliquée en pratique.
Pour mémoriser et utiliser rapidement la loi d'Ohm, vous pouvez utiliser le schéma présenté dans la figure ci-dessous.

Figure 3.2 – Loi « triangulaire » d’Ohm

La règle d'utilisation du schéma est simple : il suffit de fermer la valeur souhaitée et deux autres symboles donneront la formule pour la calculer. Par exemple.

Figure 3.3 – Comment mémoriser la loi d’Ohm

Nous en avons fini avec le triangle. Il convient d'ajouter que la loi d'Ohm n'est appelée que l'une des formules présentées ci-dessus - celle qui reflète la dépendance du courant à la tension et à la résistance. Les deux autres formules, bien qu’elles en soient des conséquences, n’ont aucune signification physique. Alors ne vous y trompez pas !
Une bonne interprétation de la loi d'Ohm est un dessin qui reflète le plus clairement l'essence de cette loi :

Figure 3.4 – La loi d’Ohm clairement

Comme nous pouvons le voir, ce chiffre ne montre que trois de nos nouveaux amis : Ohm, Ampère et Volt. Volt essaie de pousser l'Ampère à travers la section transversale du conducteur (l'intensité du courant est directement proportionnelle à la tension), et Ohm, au contraire, interfère avec cela (et est inversement proportionnel à la résistance). Et plus Ohm « tire » le conducteur, plus il sera difficile pour l’Ampère de passer. Mais si Volt donne un coup de pied plus fort...

Il reste à comprendre pourquoi le terme « plusieurs lois » apparaît dans le titre de la leçon, car nous avons une seule loi : la loi d’Ohm. Eh bien, premièrement, il y a deux formulations pour cela, deuxièmement, nous n'avons appris que la loi dite d'Ohm pour une section d'un circuit, mais il y a aussi la loi d'Ohm pour un circuit complet, que nous examinerons dans la prochaine leçon, troisièmement, nous avons au moins deux corollaires de la loi d’Ohm, qui nous permettent de trouver la valeur de résistance d’une section d’un circuit et la tension dans cette section. Il n’y a donc qu’une seule loi, mais elle peut être utilisée de différentes manières.

Enfin, je vais vous raconter un autre fait intéressant. Dix ans après l’apparition de la « loi d’Ohm », un physicien français (et les travaux d’Ohm n’étaient pas encore connus en France) s’est basé sur des expériences pour arriver aux mêmes conclusions. Mais on lui a fait remarquer que la loi qu'il avait établie en 1827 a été découvert par Ohm. Il s'avère que les écoliers français étudient encore la loi d'Ohm sous un nom différent : pour eux, il s'agit de la loi de Poulier. Juste comme ça. Ceci conclut la leçon suivante. À la prochaine!

• Toute section ou élément d'un circuit électrique peut être caractérisé sans ambiguïté à l'aide de trois caractéristiques : le courant, la tension et la résistance.
• Résistance (R)– une caractéristique d'un conducteur qui reflète le degré de sa conductivité électrique et dépend des dimensions géométriques du conducteur et du type de matériau à partir duquel il est fabriqué.
• Tension (U)– identique à la différence de potentiel ; une valeur égale au rapport du travail du champ électrique pour déplacer une charge ponctuelle d'un point de l'espace à un autre.
• Le courant, la tension et la résistance sont liés par le rapport I=U/R, appelé loi d'Ohm (l'intensité du courant électrique dans un conducteur est directement proportionnelle à la tension aux extrémités du conducteur et inversement proportionnelle à la résistance du conducteur. ).

Et aussi des problèmes :

• Si la longueur du fil est doublée en tirant, comment sa résistance changera-t-elle ?
• Quel conducteur présente le plus de résistance : une tige de cuivre pleine ou un tube de cuivre ayant un diamètre extérieur égal au diamètre de la tige ?
• La différence de potentiel aux extrémités du conducteur en aluminium est de 10V. Déterminez la densité de courant circulant dans le conducteur si sa longueur est de 3 m.

La loi fondamentale de l'électrotechnique, avec laquelle vous pouvez étudier et calculer des circuits électriques, est la loi d'Ohm, qui établit la relation entre le courant, la tension et la résistance. Il est nécessaire de comprendre clairement son essence et de pouvoir l'utiliser correctement pour résoudre des problèmes pratiques. Des erreurs sont souvent commises en génie électrique en raison de l'incapacité d'appliquer correctement la loi d'Ohm.

La loi d'Ohm pour une section de circuit stipule : le courant est directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance.

Si vous augmentez plusieurs fois la tension agissant dans un circuit électrique, le courant dans ce circuit augmentera du même montant. Et si vous augmentez plusieurs fois la résistance du circuit, le courant diminuera du même montant. De même, plus la pression est élevée et moins le tuyau oppose de résistance au mouvement de l’eau, plus le débit d’eau dans le tuyau est important.

Sous une forme populaire, cette loi peut être formulée comme suit : plus la tension à la même résistance est élevée, plus le courant est élevé, et en même temps, plus la résistance à la même tension est élevée, plus le courant est faible.

Pour exprimer mathématiquement la loi d’Ohm le plus simplement possible, on pense que La résistance d'un conducteur dans lequel passe un courant de 1 A sous une tension de 1 V est de 1 Ohm.

Le courant en ampères peut toujours être déterminé en divisant la tension en volts par la résistance en ohms. C'est pourquoi Loi d'Ohm pour une section de circuit s'écrit par la formule suivante :

Je = U/R.

Triangle magique

Toute section ou élément d'un circuit électrique peut être caractérisé à l'aide de trois caractéristiques : le courant, la tension et la résistance.

Comment utiliser le triangle d'Ohm : fermez la valeur souhaitée - les deux autres symboles donneront la formule pour la calculer. À propos, la loi d'Ohm n'est appelée qu'une seule formule du triangle - celle qui reflète la dépendance du courant sur la tension et la résistance. Les deux autres formules, bien qu’elles en soient des conséquences, n’ont aucune signification physique.

Les calculs effectués selon la loi d'Ohm pour une section d'un circuit seront corrects lorsque la tension est exprimée en volts, la résistance en ohms et le courant en ampères. Si plusieurs unités de mesure de ces quantités sont utilisées (par exemple, milliampères, millivolts, mégohms, etc.), elles doivent alors être converties respectivement en ampères, volts et ohms. Pour souligner cela, parfois la formule de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit s'écrit ainsi :

ampère = volt/ohm

Vous pouvez également calculer le courant en milliampères et microampères, tandis que la tension doit être exprimée en volts et la résistance en kilo-ohms et méga-ohms, respectivement.

Autres articles sur l'électricité dans une présentation simple et accessible :

La loi d'Ohm est valable pour n'importe quelle section du circuit. S'il est nécessaire de déterminer le courant dans une section donnée du circuit, il est alors nécessaire de diviser la tension agissant dans cette section (Fig. 1) par la résistance de cette section particulière.

Fig 1. Application de la loi d'Ohm à une section d'un circuit

Donnons un exemple de calcul du courant en utilisant la loi d'Ohm. Supposons que vous souhaitiez déterminer le courant dans une lampe ayant une résistance de 2,5 Ohms, si la tension appliquée à la lampe est de 5 V. En divisant 5 V par 2,5 Ohms, nous obtenons une valeur de courant de 2 A. Dans le deuxième exemple, nous déterminer le courant qui circulera sous l'influence d'une tension de 500 V dans un circuit dont la résistance est de 0,5 MOhm. Pour ce faire, on exprime la résistance en ohms. En divisant 500 V par 500 000 Ohms, on trouve la valeur du courant dans le circuit, qui est égale à 0,001 A ou 1 mA.

Souvent, connaissant le courant et la résistance, la tension est déterminée à l'aide de la loi d'Ohm. Écrivons la formule pour déterminer la tension

U = IR

De cette formule il ressort clairement que la tension aux extrémités d'une section donnée du circuit est directement proportionnelle au courant et à la résistance. Le sens de cette dépendance n’est pas difficile à comprendre. Si vous ne modifiez pas la résistance d'une section du circuit, vous ne pouvez augmenter le courant qu'en augmentant la tension. Cela signifie qu’avec une résistance constante, un courant plus élevé correspond à une tension plus élevée. S'il est nécessaire d'obtenir le même courant à différentes résistances, alors avec une résistance plus élevée, il devrait y avoir une tension proportionnellement plus élevée.

La tension aux bornes d’une section d’un circuit est souvent appelée chute de tension. Cela conduit souvent à des malentendus. Beaucoup de gens pensent que la chute de tension est une sorte de gaspillage de tension inutile. En réalité, les notions de tension et de chute de tension sont équivalentes.

Le calcul de la tension à l'aide de la loi d'Ohm peut être illustré par l'exemple suivant. Laissez un courant de 5 mA traverser une section d'un circuit avec une résistance de 10 kOhm et vous devez déterminer la tension dans cette section.

Multiplier I = 0,005 A à R -10000 Ohm, on obtient une tension égale à 5,0 V. On pourrait obtenir le même résultat en multipliant 5 mA par 10 kOhm : U = 50 V

Dans les appareils électroniques, le courant est généralement exprimé en milliampères et la résistance en kilo-ohms. Par conséquent, il est pratique d’utiliser ces unités de mesure dans les calculs selon la loi d’Ohm.

La loi d'Ohm calcule également la résistance si la tension et le courant sont connus. La formule pour ce cas s’écrit comme suit : R = U/I.

La résistance est toujours un rapport tension/courant. Si la tension augmente ou diminue plusieurs fois, le courant augmentera ou diminuera du même nombre de fois. Le rapport tension/courant, égal à la résistance, reste inchangé.

La formule de détermination de la résistance ne doit pas être comprise comme signifiant que la résistance d'un conducteur donné dépend du débit et de la tension. On sait que cela dépend de la longueur, de la section transversale et du matériau du conducteur. En apparence, la formule pour déterminer la résistance ressemble à la formule pour calculer le courant, mais il existe une différence fondamentale entre elles.

Le courant dans une section donnée du circuit dépend en réalité de la tension et de la résistance et change lorsqu'elles changent. Et la résistance d'une section donnée du circuit est une valeur constante, indépendante des changements de tension et de courant, mais égale au rapport de ces valeurs.

Lorsque le même courant passe dans deux sections d’un circuit et que les tensions qui leur sont appliquées sont différentes, il est clair que la section à laquelle la tension la plus élevée est appliquée a une résistance proportionnellement plus grande.

Et si, sous l'influence de la même tension, des courants différents passent dans deux sections différentes du circuit, alors le courant le plus faible sera toujours dans la section qui a la plus grande résistance. Tout cela découle de la formulation de base de la loi d’Ohm pour une section d’un circuit, c’est-à-dire du fait que plus le courant est élevé, plus la tension est élevée et plus la résistance est faible.

Nous allons montrer le calcul de la résistance à l'aide de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit à l'aide de l'exemple suivant. Laissez-vous devoir trouver la résistance de la section traversée par un courant de 50 mA à une tension de 40 V. En exprimant le courant en ampères, nous obtenons I = 0,05 A. Divisez 40 par 0,05 et constatez que la résistance est de 800 Ohms.

La loi d'Ohm peut être clairement représentée par ce qu'on appelle caractéristiques courant-tension. Comme vous le savez, une relation proportionnelle directe entre deux quantités est une droite passant par l'origine. Cette dépendance est généralement appelée linéaire.

En figue. La figure 2 montre à titre d'exemple un graphique de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit avec une résistance de 100 Ohms. L'axe horizontal représente la tension en volts et l'axe vertical représente le courant en ampères. L'échelle de courant et de tension peut être choisie à volonté. Une ligne droite est tracée de telle sorte que pour tout point, le rapport tension/courant soit de 100 Ohms. Par exemple, si U = 50 V, alors I = 0,5 A et R = 50 : 0,5 = 100 Ohm.

Riz. 2. Loi d'Ohm (caractéristique voltampère)

Le graphique de la loi d'Ohm pour les valeurs négatives du courant et de la tension a la même apparence. Cela indique que le courant dans le circuit circule de manière égale dans les deux sens. Plus la résistance est grande, moins le courant obtenu à une tension donnée est faible et plus la ligne droite est plate.

Les dispositifs dans lesquels la caractéristique courant-tension est une ligne droite passant par l'origine des coordonnées, c'est-à-dire que la résistance reste constante lorsque la tension ou le courant change, sont appelés appareils linéaires. Les termes circuits linéaires et résistances linéaires sont également utilisés.

Il existe également des appareils dans lesquels la résistance change lorsque la tension ou le courant change. Ensuite, la relation entre le courant et la tension ne s’exprime pas selon la loi d’Ohm, mais d’une manière plus complexe. Pour de tels dispositifs, la caractéristique courant-tension ne sera pas une ligne droite passant par l'origine des coordonnées, mais sera soit une courbe, soit une ligne brisée. Ces appareils sont appelés non linéaires.

Schéma mnémonique de la loi d'Ohm