Loi d'Ohm pour la chaîne complète et pour la section de la chaîne: rédaction de formules, description et explication

Un électricien professionnel, un ingénieur spécialisé en électronique ne peut pas contourner la loi d'Ohm dans ses propres activités, résoudre les problèmes liés à la configuration, au réglage, à la réparation des circuits électroniques et électriques.

En fait, tout le monde a besoin d'une compréhension de cette loi. Parce que tout le monde dans la vie de tous les jours doit faire face à l'électricité.

Et bien que la loi du physicien allemand Ohm soit prévue par un enseignement secondaire, dans la pratique, elle n'est pas toujours étudiée en temps opportun. Par conséquent, nous considérerons dans notre matériel un sujet pertinent pour la vie et nous traiterons des options pour écrire la formule.

Section séparée et circuit électrique complet

En considérant le circuit électrique du point de vue de l'application de la loi d'Ohm au circuit, deux options de calcul possibles sont à noter: pour une seule section et pour un circuit à part entière.

Calcul de la section actuelle du circuit électrique

La partie du circuit, en règle générale, est considérée comme faisant partie du circuit, à l'exclusion de la source d'EMF, comme ayant une résistance interne supplémentaire.

Par conséquent, la formule de calcul, dans ce cas, semble simple:

I = U / R,

Où, respectivement:

• Je - force actuelle;
• U - tension appliquée;
• R - résistance.

L'interprétation de la formule est simple - le courant circulant le long d'une certaine partie du circuit est proportionnel à la tension qui lui est appliquée et la résistance est inversement proportionnelle.

La soi-disant «marguerite» graphique, à travers laquelle est présenté l'ensemble des variations de formulations basées sur la loi d'Ohm. Outil pratique pour le stockage de poche: secteur «P» - formules de puissance; secteur «U» - formules de tension; secteur «I» - formules actuelles; secteur «R» - formules de résistance

Ainsi, la formule décrit clairement la dépendance du courant traversant une section distincte du circuit électrique par rapport à certaines valeurs de tension et de résistance.

Il est pratique d'utiliser la formule, par exemple, pour calculer les paramètres de résistance, qui doivent être soudés dans le circuit si la tension avec courant est spécifiée.

La loi d'Ohm et deux conséquences que tout électricien professionnel, ingénieur électricien, ingénieur électronique et toute personne connectée au travail des circuits électriques doivent avoir. De gauche à droite: 1 - détection de courant; 2 - détermination de la résistance; 3 - détermination de la tension, où I - intensité du courant, U - tension, R - résistance

La figure ci-dessus aidera à déterminer, par exemple, le courant traversant une résistance de 10 ohms, à laquelle une tension de 12 volts est appliquée. En substituant les valeurs, nous trouvons - I = 12/10 = 1,2 ampères.

De même, les tâches de recherche de résistance (lorsque le courant avec tension est connu) ou de tension (lorsque la tension avec courant est connu) sont résolues.

Ainsi, il est toujours possible de sélectionner la tension de fonctionnement requise, l'ampérage requis et l'élément résistif optimal.

La formule qu'il est proposé d'utiliser ne nécessite pas de prendre en compte les paramètres de la source de tension. Cependant, un circuit contenant, par exemple, une batterie sera calculé en utilisant une formule différente. Dans le diagramme: A - inclusion d'un ampèremètre; V - inclusion du voltmètre.

Soit dit en passant, les fils de connexion de n'importe quel circuit sont résistants. L'ampleur de la charge qu'ils doivent supporter est déterminée par la tension.

En conséquence, en utilisant à nouveau la loi d'Ohm, il devient possible de sélectionner avec précision la section de conducteur nécessaire, en fonction du matériau du noyau.

Nous avons des instructions détaillées sur le site Web section de câble par la puissance et le courant.

Option de calcul pour la chaîne complète

Une chaîne complète est déjà le (s) site (s), ainsi que la source des CEM. C'est-à-dire qu'en fait, la résistance interne de la source EMF est ajoutée au composant résistif existant de la section de circuit.

Par conséquent, certains changements à la formule ci-dessus sont logiques:

I = U / (R + r)

Bien sûr, la valeur de la résistance interne des CEM dans la loi d'Ohm pour un circuit électrique complet peut être considérée comme négligeable, bien qu'à de nombreux égards cette valeur de résistance dépend de la structure de la source des CEM.

Cependant, lors du calcul de circuits électroniques complexes, circuits électriques avec de nombreux conducteurs, la présence d'une résistance supplémentaire est un facteur important.

Pour les calculs dans un circuit électrique à part entière, la valeur résistive de la source EMF est toujours prise en compte. Cette valeur est ajoutée à la résistance du circuit électrique lui-même. Dans le diagramme: I - flux de courant; R est l'élément résistif externe; r est le facteur résistif de la FEM (source d'énergie)

Pour la section du circuit et le circuit complet, le moment naturel doit être pris en compte - l'utilisation d'un courant constant ou variable.

Si les points mentionnés ci-dessus, caractéristiques de la loi d'Ohm, ont été considérés du point de vue de l'utilisation du courant continu, en conséquence avec le courant alternatif, tout semble un peu différent.

Prise en compte de la loi d'une variable

Le concept de "résistance" aux conditions de passage du courant alternatif doit être davantage considéré comme le concept "d'impédance". Il s'agit d'une combinaison de la charge résistive active (Ra) et de la charge formée par la résistance réactive (Rr).

Ces phénomènes sont causés par les paramètres des éléments inductifs et les lois de commutation appliquées à une valeur de tension variable - une valeur de courant sinusoïdal.

Cela semble être le circuit équivalent d'un circuit électrique à courant alternatif pour le calcul utilisant des formulations basées sur les principes de la loi d'Ohm: R - composant résistif; C est le composant capacitif; L est la composante inductive; Les CEM sont une source d'énergie; Flux de courant I

En d'autres termes, il y a un effet de progression (retardé) des valeurs de courant à partir des valeurs de tension, qui s'accompagne de l'apparition de capacités actives (résistives) et réactives (inductives ou capacitives).

Le calcul de tels phénomènes est effectué à l'aide de la formule:

Z = U / I ou Z = R + J * (X_L - X_C)

où: Z - impédance; R - charge active; X_L , X_C - charge inductive et capacitive; J - coefficient.

Connexion en série et parallèle d'éléments

Pour les éléments d'un circuit électrique (section de circuit), un moment caractéristique est une connexion série ou parallèle.

En conséquence, chaque type de connexion s'accompagne d'une nature différente du flux de courant et de l'alimentation en tension. À cet égard, la loi d'Ohm s'applique également de différentes manières, selon la possibilité d'inclure des éléments.

Circuit de résistance

En ce qui concerne une connexion série (une section d'un circuit à deux composants), la formule suivante est utilisée:

• I = i₁ = Je₂ ;
• U = U₁ + U₂ ;
• R = R₁ + R₂

Cette formulation démontre clairement que, quel que soit le nombre de composants résistifs connectés en série, le courant circulant dans le circuit ne change pas.

La connexion d'éléments résistifs dans la section de circuit en série les uns avec les autres. Pour cette option, sa propre loi de calcul s'applique. Dans le diagramme: I, I1, I2 - flux de courant; R1, R2 - éléments résistifs; U, U1, U2 - tension appliquée

L'amplitude de la tension appliquée aux composants résistifs actifs du circuit est la somme de la valeur totale de la source emf.

La tension sur chaque composant individuel est égale à: Ux = I * Rx.

La résistance totale doit être considérée comme la somme des valeurs nominales de tous les composants résistifs du circuit.

Circuit d'éléments résistifs connectés en parallèle

Dans le cas où il y a une connexion parallèle de composants résistifs, la formule suivante est considérée comme juste par rapport à la loi du physicien allemand Ohm:

• I = i₁ + Je₂ … ;
• U = U₁ = U₂ … ;
• 1 / R = 1 / R₁ + 1 / R₂ + …

Les options de compilation de sections de circuit de type «mixte» lorsque des connexions parallèle et série sont utilisées ne sont pas exclues.

La connexion d'éléments résistifs dans le circuit en parallèle les uns avec les autres. Pour cette option, sa propre loi de calcul s'applique. Dans le diagramme: I, I1, I2 - flux de courant; R1, R2 - éléments résistifs; U est la tension sommée; A, B - points d'entrée / sortie

Pour de telles options, le calcul est généralement effectué par le calcul initial de la valeur résistive de la connexion parallèle. Ensuite, la valeur de la résistance connectée en série est ajoutée au résultat.

Formes de droit intégrales et différentielles

Tous les points ci-dessus avec les calculs sont applicables aux conditions dans lesquelles des conducteurs de structure «homogène» sont utilisés dans les circuits électriques.

Pendant ce temps, dans la pratique, il faut souvent faire face à la construction d'un circuit où la structure des conducteurs change dans différents domaines. Par exemple, des fils de plus grande section ou, au contraire, de plus petits, fabriqués à partir de matériaux différents, sont utilisés.

Pour tenir compte de ces différences, il existe une variation de la soi-disant «loi intégrale différentielle d'Ohm». Pour un conducteur infiniment petit, le niveau de densité de courant est calculé en fonction de la force et de la conductivité.

Sous le calcul différentiel, la formule est prise: J = ό * E

Pour le calcul intégral, respectivement, la formulation: I * R = φ1 - φ2 + έ

Cependant, ces exemples sont plutôt proches de l'école des mathématiques supérieures et dans la pratique, un simple électricien n'est pas réellement utilisé.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Une analyse détaillée de la loi d'Ohm dans la vidéo ci-dessous permettra de consolider enfin les connaissances dans cette direction.

Une leçon vidéo particulière renforce qualitativement la présentation écrite théorique:

Le travail d'un électricien ou l'activité d'un ingénieur en électronique est inextricablement lié à des moments où il faut vraiment observer la loi de Georg Ohm en action. Ce sont des vérités courantes que tout professionnel devrait connaître.

Une connaissance approfondie de cette question n'est pas requise - il suffit d'apprendre les trois principales variantes du libellé pour réussir à appliquer dans la pratique.

Voulez-vous compléter le matériel ci-dessus avec des commentaires précieux ou exprimer votre opinion? Veuillez écrire des commentaires dans le bloc sous l'article. Si vous avez des questions, n'hésitez pas à demander à nos experts.