La loi d'ohm

Éclairage Et Installation Électriques 1961

Vers la fin du 18e siècle et le commencement du 19e, le monde franchit trois étapes importantes dans l'histoire de l'électricité.

Un Italien, du nom de Volta, découvrit comment tirer de l'énergie électrique d'une pile. L'on a donné son nom à l'unité de mesure d'une force électromotrice (FEM), le volt.

Ampère, un Français, mesura le débit du courant et donna son nom à l'unité de mesure de l'intensité du courant, l'ampère.

Un Allemand, du nom d'Ohm, mesura la résistance dés circuits et conducteurs. Son nom est passé à l'unité de mesure de cette résistance, l'Ohm.

Mais Ohm fit plus qu'étudier les résistances: il établit la relation entre ses propres découvertes et celles de Volta et d'Ampère. Il en résulta la Loi d'Ohm.

Pour la bien comprendre, il faut d'abord connaître les trois facteurs fondamentaux de cette loi. Le tableau suivant décrit ces facteurs avec leur symbole, leur unité de mesure avec leur indice, et leurs effets sur un circuit.

DÉFINITION DE LA LOI D'OHM

Vous savez déjà qu'en élevant le potentiel, on accroît le courant. Inversement, si on augmente la résistance, on diminue le courant.

La loi d'Ohm est la relation entre le potentiel, le courant et la résistance, exprimée dans l'équation suivante:

I = E / R

C'est-à-dire que le courant I (en ampères), égale le potentiel E (en volts), divisé par la résistance R (en ohms).
La fig. 18 illustre un circuit électrique simple, avec générateur et circuit de distribution.

Fig. 18.— Circuit électrique simple.

Une ampoule constitue ici le circuit d'utilisation (la «charge» — en anglais load), mais ce pourrait aussi bien être tout autre appareil électrique.

À remarquer l'ampèremètre «A» qu'on a connecté pour fournir lecture du courant, et le voltmètre «V» pour connaître le potentiel du générateur.

 Si la résistance de ce circuit est de 2 ohms et que le potentiel du voltmètre est de 12 volts, l'intensité du courant sera:

 I = E/R = 12/2 = 6 ampères

L'ampèremètre indiquera 6 ampères, ce qui signifie que le circuit d'utilisation requiert 6 ampères.

Supposons qu'au lieu d'une génératrice, on emploie un accumulateur comme source de potentiel. Le circuit apparaîtra alors tel que l'indique la figure 19.

Fig. 19.— Circuit branché sur un accumulateur.

Chaque pile de l'accumulateur produit 2 volts.

Remarquez que les diverses connexions aux points A, B, C ou D, modifient en conséquence le nombre de piles actives alimentant le circuit, et fournissent respectivement un potentiel de 2, 4, 6 ou 8 volts.

Le tableau placé à gauche de la fig. 19 indique le débit du courant pour chaque voltage, calculé à l'aide de la loi d'Ohm. Souvenez-vous que le courant est directement proportionnel au voltage.

Par conséquent, dans tout circuit électrique, si vous maintenez la résistance constante et augmentez le voltage, l'intensité du courant augmente en proportion de l'accroissement du voltage.

Si vous gardez la résistance constante et diminuez le voltage, l'intensité du courant diminue en proportion de la baisse du voltage.

Fig. 20.— Le débit du courant varie selon la prise employée.

Dans le circuit de la fig. 20, le voltage demeure constant, mais la résistance à la charge est de 2, 4, 6 ou 8 ohms respectivement, selon la prise A, B, C ou D à laquelle elle est reliée.

Le tableau de gauche indique le débit du courant selon la prise employée. Remarquez que ce débit est inversement proportionnel à la résistance.

Donc, dans tout circuit électrique, si VOUS maintenez le voltage constant et augmentez la résistance, le courant diminue en proportion de l'accroissement de la résistance.

Si vous maintenez le voltage constant et diminuez la résistance, le courant augmente en proportion de la diminution de la résistance.

En consultant de nouveau les tableaux des fig. 19 et 20, vous constaterez qu'on peut établir toute quantité apparaissant dans la colonne I, en divisant le voltage par la résistance:

I = E/R

On trouve les diverses résistances données dans la colonne (R), en divisant le voltage par le courant:

R = E/I

De même, on arrive aux quantités fournies dans la colonne du voltage (E), en multipliant le courant par la résistance:

I= E/R, R= E/I, E = IR

D'ailleurs, en faisant les opérations mathématiques, vous reconnaîtrez sans peine que ces trois équations ne sont que les variantes d'une même formule:

E E = IR.

Si vous connaissez deux quantités quelconques d'un circuit, ou de toute partie d'un circuit, vous obtiendrez la troisième au moyen de l'équation appropriée.

EXEMPLES

1 ° — Le filament d'une ampoule à vide a une résistance de 12 ohms, lorsque connecté à une pile de 6 volts.

Quelle est l'intensité du courant dans le filament ?

I = E/R = 6/12 = 1/2 ampère.

2° — Une bobine d'allumage (ignition coil) requiert 8 ampères à 6 volts.

Quelle est la résistance de la bobine ?

R = E/I = 6/8 = 3/4 ohm.

3 ° — Un moteur de démarrage a une résistance de .04 ohm et requiert 150 ampères au démarrage. Quel est le voltage appliqué à ce moteur ?

E = IR = .04 X 150 = 6 volts.

TROIS POINTS À RETENIR

1 ° — La force d'un courant électrique, ou ampérage, dépend de la résistance du circuit et du voltage appliqué à ce circuit. Au moyen de la loi d'Ohm l'on peut trouver la quantité de courant qui y passe.

2 ° — La résistance ne dépend ni du courant ni du voltage. Seul le caractère du circuit — fils ou circuit d'utilisation — détermine la résistance. Vous ne changez pas la résistance en modifiant le courant ni le voltage. La loi d'Ohm vous permet de calculer la résistance d'un circuit.

3° — Le potentiel d'un circuit ne dépend ni du courant ni de la résistance. Le potentiel dépend uniquement de la génératrice ou de la pile alimentant le circuit. La loi d'Ohm vous permet de calculer le voltage requis pour un courant donné éprouvant telle résistance.