Loi d'Ohm

La Loi d'Ohm est une relation fondamentale en électricité qui établit un lien entre trois grandeurs électriques : la tension U (ou ddp->différence de potentiel), le courant I et la résistance R dans un circuit électrique.

Compréhension intuitive

Imaginez un tuyau d'eau :

• La tension U est comparable à la pression de l'eau dans le tuyau.

• Le courant I est le débit d'eau qui circule.

• La résistance R est la taille ou la rugosité du tuyau, qui limite le flux d'eau.

Interprétation physique

• La tension U correspond à l'énergie par unité de charge électrique qui est nécessaire pour déplacer les électrons dans un circuit. C'est la "force motrice" qui pousse les charges à travers un conducteur.

• Le courant I est le flux de charges électriques dans le circuit. Plus la tension est élevée, plus les charges se déplacent rapidement (si la résistance est constante).

• La résistance R représente l'opposition qu'offre un matériau ou un composant au passage du courant. Elle dépend des propriétés du matériau, de sa forme et de sa température.

Formulation mathématique

La loi d'Ohm s'exprime par la formule :

\[ U = R \cdot I \] où :
• \( U \) est la tension électrique (ou ddp->différence de potentiel), exprimée en volts (V).
• \( I \) est l'intensité du courant électrique, exprimée en ampères (A).
• \( R \) est la résistance électrique, exprimée en ohms (Ω).

Conditions d'application

• La loi d’Ohm s’applique aussi bien en courant continu qu’en courant alternatif. En alternatif, les grandeurs utilisées (tension, courant) doivent être prises en valeur efficace, c’est-à-dire leur équivalent continu qui produirait la même quantité de chaleur dans une résistance.

• La loi d'Ohm s'applique strictement aux matériaux dits ohmiques, où la résistance reste constante quelle que soit la tension ou le courant (comme pour une résistance en métal à température stable).

• Pour des composants non-linéaires (comme des diodes ou des transistors), la relation entre U et I peut être plus complexe.

Utilisation de la Loi d'Ohm

Les trois expressions de la loi d’Ohm permettent de calculer une grandeur inconnue lorsqu’on connaît deux des trois grandeurs (U, I, R), vous pouvez calculer la troisième :

• Pour déterminer la tension : U=RxI.

• Pour déterminer le courant : I=U/R.

• Pour déterminer la résistance : R=U/I.

Dimensionnement des composants : La loi d'Ohm est utilisée pour choisir les résistances, déterminer les courants admissibles et garantir que les tensions respectent les spécifications des composants.