La loi d'Ohm revêt une importance significative en génie électrique en tant que concept fondamental, fournissant des informations précieuses sur le comportement des circuits électriques. En comprenant la loi d'Ohm, vous pouvez déverrouiller la capacité de calculer la tension, le courant, la résistance et la puissance dans un circuit. Dans ce didacticiel, nous allons approfondir les principes de la loi d'Ohm et explorer comment la puissance est liée aux circuits électriques.
Loi d'Ohm
Selon la loi d'Ohm, un conducteur reliant deux points aura un flux de courant directement corrélé à la tension autour de ces points et inversement corrélé à la résistance du conducteur. Mathématiquement, il peut être représenté par :
Dans cette équation, V représente la tension mesurée en volts, I désigne le courant mesuré en ampères et R désigne la résistance mesurée en ohms. Cette relation mathématique met en évidence l'interconnexion entre la tension, le courant et la résistance. Selon la loi d'Ohm, une augmentation de la tension aux bornes d'un circuit entraîne une augmentation correspondante du courant, étant donné que la résistance reste constante. De même, si la résistance augmente, le courant diminue pour une tension donnée.
Calcul de la tension, du courant et de la résistance
Prenons un exemple pour démontrer l'application pratique de la loi d'Ohm. Un circuit avec une tension de 12 volts et une résistance de 4 ohms et en utilisant la loi d'Ohm, nous pouvons calculer le courant traversant le circuit :
Pour trouver la valeur du courant (I), nous divisons les deux côtés de l'équation par 4 :
Ainsi, dans cet exemple, le courant circulant dans le circuit est de 3 ampères.
Puissance dans les circuits électriques
La puissance revêt une importance significative dans les circuits électriques, car elle indique la vitesse à laquelle l'énergie électrique est consommée ou transférée, jouant un rôle crucial dans la compréhension du comportement du circuit. La puissance (P) dans un circuit électrique peut être calculée à l'aide de l'équation suivante :
Ici, P est la puissance mesurée en watts :
L'équation démontre que la puissance est le produit du courant et de la tension. Cela implique que la puissance consommée par un appareil ou un composant dans un circuit est directement proportionnelle à la fois au courant qui le traverse et à la tension qui le traverse.
Calcul de la puissance dans les circuits électriques
Maintenant, pour calculer la puissance consommée par un appareil dans un circuit. Supposons que nous ayons un circuit avec un courant de 2 ampères et une tension de 6 volts, et que nous voulions déterminer la puissance alors :
Par conséquent, la puissance consommée par l'appareil dans cet exemple est de 12 watts.
Diagramme circulaire de la formule de la loi d'Ohm
Vous trouverez ci-dessous le graphique circulaire qui affiche toutes les formules de calcul du courant, de la résistance, de la tension et de la puissance de n'importe quel circuit :
Conclusion
La loi d'Ohm fournit une relation fondamentale entre la tension, le courant et la résistance, permettant des calculs et des prédictions précis dans les circuits électriques. De plus, les calculs de puissance nous permettent d'évaluer la consommation d'énergie et l'efficacité des appareils et des composants d'un circuit.