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Anecdote avec leçon …
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Au lycée, les
élèves apprenaient la loi d'Ohm. Après la séance
de travaux pratiques, le professeur malicieux leur dit: vous avez bien
vérifié que la loi d'Ohm est juste, n'est-ce pas ? Mais, sachez
que c'est tout à fait normal. Les appareils de mesure ont
été étalonnés en respectant la loi d'Ohm. La leçon vaut en
maths: bien des gens pensent avoir trouvé une démonstration
originale du théorème
de Pythagore (par exemple). Et, c'est tout à leur honneur. Mais,
alors, il faut vérifier que les propriétés
utilisées n'ont pas été démontrées avec le
théorème de Pythagore. Sinon, là aussi, on tourne en
rond. |
Voir Pensées et Humour / Maths enseignement
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LOI d'OHM
Base de
toute l'électronique qui lie les trois grandeurs électroniques
fondamentales:
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Ohm (1789-1854); Loi d'Ohm: 1827
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Faire circuler un courant électrique dans un conducteur, c'est contraindre les électrons libres à subir
un mouvement d'ensemble. Quand nous branchons la
source de courant entre les extrémités
d'un conducteur nous établissons un champ
électrique entre ses extrémités. Les électrons
libres, électrisés négativement, se meuvent ensemble
dans le champ (en plus de leurs mouvements spontanés). Ils donnent
naissance à un courant électrique. |
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D = V / t
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La quantité
d'électrons qui franchissent une section donnée pendant
l'unité de temps est appelé l'intensité
du courant. I = q / t L'intensité se
mesure en ampères (A) |
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L'ampère est l'intensité du courant
électrique (on dit plutôt: courant électrique) constant
qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de
longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés
à une distance de 1 mètre l'un de l'autre dans le vide, produit
entre ces conducteurs une force de 2 10-7 N par mètre de
longueur. |
Voir Unités
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La quantité
d'électrons qui passent dans un conducteur dépend de la
section. Un conducteur deux fois
plus gros (section double) laisse passer deux fois plus d'électrons:
l'intensité est doublée. Un moyen simple de
créer un conducteur deux fois plus gros consiste à brancher
deux conducteurs identiques. |
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La résistance
d'un conducteur dépend de sa section (s), de sa longueur (l) et, bien
évidemment, du type de matériau plus ou moins conducteur ou isolant.
Rhô est la résistivité du matériau. |
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Résistivités en
microhm-centimètre carré par centimètre:
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Un fil de cuivre de 1km
de long et de 0,5 mm de diamètre. Section: 3,14 x 0,25 x 0,25 = 0, 196
mm² soit 0,002 cm. Resistance en microhms: 1,59 x 100 000 /
0,002 = 79 500 000 |
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Nature de la résistance
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La résistance
est une force, comme la friction qui travaille dans le sens contraire du
déplacement d'un corps et tend à ralentir ce corps. La résistance électrique est la
mesure de l'opposition d'un matériau à la libre circulation des
électrons entre deux points.
La mesure est donnée en ohms. Plus la mesure est grande est plus la
résistance est élevée. Les métaux sont bons conducteurs et ont
une faible résistivité; alors que les caoutchoucs sont des
isolants et ont une résistivité très
élevée. |
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Une source de courant
crée une différence de niveau électrique, une différence de potentiel (d.d.p.). La qualité qui
permet d'obtenir cette différence est la force
électromotrice (f.e.m.) qui se mesure en volts. Une pile ordinaire
créé une force électromotrice de 5 volts. La tension électrique aux bornes de la pile
est de 5 volts. |
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Avec deux fois plus de
force, la source injectera deux fois plus de courant dans le circuit. Si la force
électromotrice (E) est multipliée par k, l'intensité est
également multipliée par k. |
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Exemple Sur
l'illustration, les deux
résistances sont égales et les d.d.p V1 (entre A et B)
et V2 (entre B et C) sont égales. Leur somme vaut E, et chacune vaut E
/ 2. Si E = 5 volts,
alors V1 = V2 = 2,5 V Si R = 10 ohms, l'intensité
donnée par la loi d'Ohm entre A et B vaut: I = V1/R = 2,5/10 = 0,25
ampère. L'intensité entre B et C vaut I = V2/R = 2,5/10 = 0,25
ampère. C'est la même intensité I qui traverse tout le
circuit. On vérifie
en prenant la résistance totale du circuit (10 + 10 = 20 ohms) avec
une intensité de 0,25 ampère, on trouve une d.d.p. totale de V
= 20 x 0,25 = 5 volts. Elle est égale à la f.e.m de la source.
Ouf, heureusement. |
Si E = 5 V et R =
10 Alors V1 = V2 = 2,5 V I = 0,25 A R du circuit
= 2R = 20 |
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