La loi la plus importante de l'électrotechnique - la loi d'Ohm
Loi d'Ohm
Le physicien allemand Georg Ohm (1787 -1854) a établi expérimentalement que l'intensité du courant I traversant un conducteur métallique uniforme (c'est-à-dire un conducteur dans lequel les forces extérieures n'agissent pas) est proportionnelle à la tension U aux extrémités du conducteur :
Je = U / R, (1)
où R— résistance électrique du conducteur.
L'équation (1) exprime la loi d'Ohm pour une section de circuit (ne contenant pas de source de courant) : le courant dans un conducteur est directement proportionnel à la tension appliquée et inversement proportionnel à la résistance du conducteur.
La section du circuit dans laquelle la fem n'agit pas. (forces externes) est appelée une section homogène du circuit, donc cette formulation de la loi d'Ohm est valable pour une partie homogène du circuit.
Voir ici pour plus de détails : Loi d'Ohm pour une section d'un circuit
Nous allons maintenant considérer une section non homogène du circuit, où la FEM effective de la section 1 - 2 est notée Ε12 et appliquée aux extrémités de la section différence de potentiel — à φ1 — φ2.
Si le courant circule à travers des conducteurs fixes formant la section 1-2, alors le travail A12 de toutes les forces (externes et électrostatiques) effectuées sur les porteurs de courant est la loi de la conservation et de la transformation de l'énergie égale à la chaleur dégagée dans la zone. Le travail des forces effectué lorsque la charge Q0 se déplace dans la section 1 — 2 :
A12 = Q0E12 + Q0 (φ1 — φ2) (2)
E.m.s. E12 aussi intensité de courant I est une quantité scalaire. Il doit être pris avec un signe positif ou négatif, selon le signe du travail effectué par les forces extérieures. J'ai nourri. favorise le mouvement des charges positives dans la direction sélectionnée (dans la direction 1-2), alors E12> 0. Si unités. empêche les charges positives de se déplacer dans cette direction, alors E12 <0.
Pendant le temps t, de la chaleur est dégagée dans le conducteur :
Q = Az2Rt = IR (It) = IRQ0 (3)
Des formules (2) et (3) on obtient :
IR = (φ1 — φ2) + E12 (4)
Où
je = (φ1 — φ2 + E12) / R (5)
L'expression (4) ou (5) est la loi d'Ohm pour une section non homogène d'un circuit sous forme intégrale, qui est la loi d'Ohm généralisée.
S'il n'y a pas de source de courant dans une certaine section du circuit (E12 = 0), alors à partir de (5) on arrive à la loi d'Ohm pour une section homogène du circuit
Je = (φ1 — φ2) / R = U / R
Si circuit électrique est fermé, alors les points sélectionnés 1 et 2 coïncident, φ1 = φ2 ; puis à partir de (5) on obtient la loi d'Ohm pour un circuit fermé :
Je = E / R,
où E est la force électromotrice agissant dans le circuit, R est la résistance totale de l'ensemble du circuit. En général, R = r + R1, où r est la résistance interne de la source de courant, R1 est la résistance du circuit externe.Par conséquent, la loi d'Ohm pour un circuit fermé ressemblera à ceci :
Je = E / (r + R1).
Si le circuit est ouvert, il n'y a pas de courant (I = 0), alors à partir de la loi d'Ohm (4), nous obtenons que (φ1 - φ2) = E12, c'est-à-dire emf agissant dans un circuit ouvert est égal à la différence de potentiel entre ses extrémités. Par conséquent, pour trouver la force électromotrice d'une source de courant, il est nécessaire de mesurer la différence de potentiel entre ses bornes en circuit ouvert.
Exemples de calculs de la loi d'Ohm :
Calcul du courant selon la loi d'Ohm
Calcul de la résistance de la loi d'Ohm
Chute de tension
Voir également:
Sur la différence de potentiel, la force électromotrice et la tension
Courant électrique dans les liquides et les gaz
Résistance électrique des fils
Magnétisme et Electromagnétisme
À propos du champ magnétique, des solénoïdes et des électroaimants
Auto-induction et induction mutuelle
Champ électrique, induction électrostatique, capacité et condensateurs
Qu'est-ce que le courant alternatif et en quoi diffère-t-il du courant continu