Calcul du courant selon la loi d'Ohm

La tension électrique fait apparaître le courant. Cependant, pour l'apparition de courant, seule la présence de tension ne suffit pas, un circuit de courant fermé est également nécessaire.

Tout comme la différence d'eau (c'est-à-dire la pression de l'eau) est mesurée entre deux niveaux, la tension électrique est mesurée avec un voltmètre entre deux points.

L'unité de tension et de force électromotrice est 1 volt (1 V). Une tension de 1 V a un élément Volta (plaques de cuivre et de zinc dans de l'acide sulfurique dilué). Une cellule Weston normale a une tension constante et précise de 1,0183 V à 20 °C.

La loi d'Ohm exprime la relation entre le courant électrique Az, la tension U et la résistance r. Le courant électrique est directement proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance : I = U / r

Voir ici pour plus de détails : Loi d'Ohm

Exemples:

1. Une ampoule de lampe de poche est connectée à une pile sèche d'une tension de 2,5 V. Quel courant traverse l'ampoule si sa résistance est de 8,3 ohms (Fig. 1) ?

Riz. 1.

I = U / r = 4,5/15 = 0,3 A

2.Une ampoule est connectée à une pile de 4,5 V dont la bobine a une résistance de 15 ohms. Quel courant traverse l'ampoule (la Fig. 2 montre le circuit de commutation) ?

Riz. 2.

Dans les deux cas, le même courant traverse l'ampoule, mais dans le second cas, plus d'énergie est consommée (l'ampoule brille plus fort).

3. Le serpentin chauffant d'une table de cuisson électrique a une résistance de 97 ohms et est relié à la tension secteur U =220 V. Quel courant traverse le serpentin ? Pour le schéma de connexion, voir fig. 3.

Riz. 3.

I = U / r = 220/97 = 2,27 A

La résistance de la bobine de 97 ohms est donnée en tenant compte de l'échauffement. La résistance au froid est moindre.

4. Voltmètre connecté au circuit selon le schéma de la fig. 4, montre la tension U = 20e siècle Quel courant traverse le voltmètre s'il résistance interne RC = 1000 ohms ?

Riz. 4.

Iv = U / rh = 20/1000 = 0,02 A = 20 mA

5. Une ampoule (4,5 V, 0,3 A) est connectée en série avec un rhéostat r = 10 Ohm et une tension de batterie U = 4 V. Quel courant traversera l'ampoule si le moteur du rhéostat est en positions 1, 2 et 3 respectivement (Fig. 5 montre le circuit de commutation) ?

Riz. 5.

On calcule la résistance de l'ampoule en fonction de ses données : rl = 4,5 / 3 = 15 ohms

Lorsque le curseur est en position 1, tout le rhéostat s'allume, c'est-à-dire que la résistance du circuit augmente de 10 ohms.

Le courant sera I1 = U / (rl + r) = 0,16 A = 4/25 = 0,16 A.

En position 2, le courant traverse la moitié du rhéostat, c'est-à-dire r = 5 ohms. I2 = 4/15 = 0,266.

En position 3, le rhéostat est court-circuité (supprimé), Tok sera le plus grand puisqu'il ne traverse que la bobine de l'ampoule : Azh = 4/15 = 0,266 A.

6.La chaleur générée par le passage d'un courant électrique à travers le transformateur doit être utilisée pour chauffer un tuyau en fer gelé de diamètre intérieur 500 mm et d'épaisseur de paroi 4 mm. Une tension secondaire de 3 V est appliquée aux points 1 et 2 distants de 10 m Quel courant traverse le tuyau en fer (Fig. 6) ?

Riz. 6.

Nous calculons d'abord la résistance du tuyau r, pour laquelle nous devons calculer la section du tuyau, c'est-à-dire la surface de l'anneau:

La résistance électrique du tube de fer r = ρl / S = 0,13 x (10/679) = 0,001915 Ohm.

Le courant circulant dans le tuyau est : I = U / r = 3 / 0,001915 = 1566 A.

Voir aussi sur ce sujet : Calcul de la résistance de la loi d'Ohm