La loi d'Ohm est une formule utilisée pour calculer la relation entre la tension, l'intensité et la résistance dans un circuit électrique.
Pour les étudiants en électronique, la loi d'Ohm (E = IR) est fondamentalement aussi importante que la loi de la relativité d'Einstein pour les physiciens (E = mc²).
E = I x R
Cette formule signifie Tension = Courant x Résistance ou V = A x Ω.
Appelée loi d'Ohm en référence au physicien allemand Georg Ohm (1789-1854), la loi d'Ohm détermine les principales quantités en action dans un circuit.
| Quantité | Symbole de la loi d'Ohm | Unité de mesure (abréviation) | Rôle au sein des circuits | Si vous vous posez des questoins : |
|---|---|---|---|---|
| Tension | E | Volt (V) | Pression qui déclenche le débit d'électrons | E = force électromotrice (vieille école) |
| Courant | I | Ampère (A) | Débit d'électrons | I = Intensité |
| Résistance | R | Ohm (Ω) | Inhibiteur de débit | Ω = oméga (lettre grecque) |
Si deux de ces valeurs sont connues, les techniciens peuvent appliquer la loi d'Ohm pour calculer la troisième valeur. Modifiez la pyramide comme suit :
Si vous connaissez la tension (E) et le courant (I), et que vous souhaitez connaître la résistance (R), supprimez R dans la pyramide et calculez le reste de l'équation (voir la première pyramide, celle située tout à gauche).
Remarque : la résistance ne peut pas être mesurée dans un circuit en fonctionnement, donc la loi d'ohm est particulièrement utile lorsque la résistance doit être calculée. Plutôt que de mettre le circuit hors tension pour mesurer la résistance, un technicien peut déterminer R en utilisant la variation de la loi d'Ohm indiquée ci-dessus.
Maintenant, si vous connaissez la tension (E) et la résistance (R) et que vous souhaitez connaître le courant (I), supprimez I et calculez les deux valeurs restantes (voir la pyramide du milieu ci-dessus).
Si vous connaissez le courant (I) et la résistance (R) et que vous souhaitez connaître la tension (E), multipliez les moitiés du bas de la pyramide (voir la 3e pyramide, celle située tout à droite).
Essayez quelques calculs basés sur des circuits simples qui ne comprennent qu'une source de tension (une pile) et de résistance (une ampoule). Deux valeurs sont connues dans chaque exemple. Utilisez la loi d'Ohm pour calculer la troisième valeur.
Exemple 1 : la tension (E) et la résistance (R) sont des valeurs connues.
Quel est le courant du circuit ?
I = E / R = 12 V / 6 Ω = 2 A
Exemple 2 : la tension (E) et le courant (I) sont des valeurs connues.
Quelle est la résistance créée par l'ampoule ?
R = E / I = 24 V / 6 A = 4 Ω
Exemple 3 : le courant (I) et la résistance (R) sont des valeurs connues. Quelle est la tension ?
Quelle est la tension du circuit ?
E = I x R = (5 A)(8 Ω) = 40 V
Lorsque Georg Ohm a publié sa formule en 1827, sa principale découverte était que la quantité de courant électrique qui circule le long d'un conducteur est directement proportionnelle à la tension qui lui est soumise. En d'autres termes, un volt de pression est requis pour déplacer un ampère de courant contre un ohm de résistance.
La loi d'Ohm sert à valider :
- les valeurs statiques des composants d'un circuit ;
- les niveaux de courant ;
- l'afflux de tension ;
- les chutes de tension.
Si par exemple un instrument de test détecte une mesure de courant anormalement élevée, cela pourrait indiquer :
- une baisse de la résistance ;
- une augmentation de la tension causant une situation de haute tension ; un problème d'alimentation ou du circuit.
Dans les circuits de courant continu (DC), une mesure de courant anormalement basse peut indiquer :
- une augmentation de la résistance du circuit (cause possible : mauvaise connexion ou connexion desserrée, corrosion ou composants endommagés) ;
- une baisse de la tension ;
des charges au sein du circuit qui consomment le courant électrique. Les charges peuvent être de tout type : petits appareils électriques, ordinateurs, appareils ménagers ou grand moteurs. La plupart de ces composants (charges) comportent une plaque ou une étiquette d'informations. Ces plaques mentionnent des certifications de sécurité et plusieurs valeurs de référence.
Les techniciens se réfèrent aux plaques des composants pour connaître les valeurs de référence de tension et de courant. Au cours du test, si les techniciens n'identifient pas les valeurs de fonctionnement normal sur leurs multimètres numériques et sur leurs pinces, ils peuvent appliquer la loi d'Ohm pour identifier quelle partie du circuit est défaillante et ainsi identifier le problème.
Fonctionnement de base des circuits
Les circuits, comme toute matière, sont fait d'atomes. Les atomes sont constitués de particules subatomiques :
- des protons (charge électrique positive) ;
- des neutrons (aucune charge) ;
- des électrons (charge négative).
Les atomes sont liés par des forces d'attraction entre le noyau de l'atome et les électrons qui l'entourent. Lorsqu'ils sont influencés par la tension, les atomes d'un circuit commencent à se reformer, et leurs composants exercent un potentiel d'attraction connu comme différence potentielle. Les électrons libres soumis à l'attraction se déplacent vers les protons et créent un flux d'électrons (le courant). Tout matériel du circuit restreignant ce flux est considéré comme une résistance.
Référence : Digital Multimeter Principles, écrit par Glen A. Mazur, édité chez American Technical Publishers.