À propos de la loi d'Ohm dans une déclaration populaire

Le courant électrique et la tension dangereuse ne peuvent pas être entendus (sauf pour le ronflement des lignes à haute tension et des installations électriques). Les pièces sous tension sous tension ne diffèrent pas en apparence.

Il est impossible de les reconnaître à la fois à l'odeur et à la température élevée dans les modes de fonctionnement normaux, ils ne diffèrent pas. Mais nous allumons l'aspirateur dans une prise silencieuse et silencieuse, cliquons sur l'interrupteur - et l'énergie semble être sortie de nulle part, en elle-même, se matérialisant sous forme de bruit et de compression à l'intérieur d'un appareil électroménager.

Encore une fois, si nous branchons deux clous dans les prises de la prise et les rattrapons, alors littéralement avec tout notre corps, nous ressentirons la réalité et l'objectivité de l'existence d'un courant électrique. Bien sûr, cela est fortement déconseillé.

Mais les exemples avec un aspirateur et des clous nous démontrent clairement que l'étude et la compréhension des lois de base de l'électrotechnique contribuent à la sécurité lors de la manipulation de l'électricité domestique, ainsi qu'à l'élimination des préjugés superstitieux associés au courant et à la tension électriques.

Ainsi, nous en considérerons une, la loi la plus précieuse du génie électrique, qui est utile à connaître. Et essayez de le faire sous la forme la plus populaire possible.

Découverte de la loi d'Ohm

En 1827, le physicien allemand Georg Simon Ohm a formulé une loi liant l'amplitude du courant électrique, la force électromotrice de la batterie et la résistance d'un simple circuit électrique composé d'une batterie et les pôles de conducteurs hétérogènes connectés en série. De plus, il a constaté que diverses substances ont une résistance différente au courant électrique.

Ohm a constaté expérimentalement que dans un circuit série composé de plusieurs sections avec des conducteurs de résistance différente, le courant dans toutes les sections est le même, seule la différence de potentiel sur les conducteurs est différente, ce que Ohm a appelé "chute de tension".

La découverte de la loi d'Ohm a été une étape très importante dans l'étude des phénomènes électriques et magnétiques, qui étaient d'une grande importance pratique. La loi d'Ohm et les lois de Kirchhoff, qui ont été découvertes plus tard, ont permis pour la première fois de calculer des circuits électriques et ont constitué la base de l'ingénierie électrique émergente.

Types de lois d'Ohm

1. La forme différentielle de la loi d'Ohm

La loi la plus importante du génie électrique est, bien sûr, La loi d'Ohm. Même les personnes sans rapport avec le génie électrique connaissent son existence. Mais en attendant, la question "Connaissez-vous la loi d'Ohm?" dans les universités techniques est un piège pour les écoliers présomptueux et arrogants. Le camarade, bien sûr, répond qu'Ohm connaît parfaitement la loi, puis ils se tournent vers lui pour lui demander d'apporter cette loi sous une forme différentielle. Et puis il s'avère qu'un écolier ou un étudiant de première année doit encore étudier et étudier.

Cependant, la forme différentielle de la loi d'Ohm est pratiquement inapplicable. Il reflète la relation entre la densité de courant et l'intensité du champ:

j = G * E,

où G est la conductivité du circuit; E est la force du courant électrique.

Ce sont là des tentatives pour exprimer courant électrique, en ne prenant en compte que les propriétés physiques du matériau du conducteur, sans prendre en compte ses paramètres géométriques (longueur, diamètre, etc.). La forme différentielle de la loi d'Ohm est une pure théorie; sa connaissance dans la vie quotidienne n'est absolument pas requise.

2. La forme intégrale de la loi d'Ohm pour une section de chaîne

Une autre chose est la forme intégrale de l'enregistrement. Il a également plusieurs variétés. Le plus populaire d'entre eux est Loi d'Ohm pour une section d'une chaîne: I = U / R

En d'autres termes, le courant dans une section de circuit est toujours plus élevé, plus la tension appliquée à cette section est élevée et plus la résistance de cette section est faible.

Ce "genre" de loi d'Ohm est tout simplement un must pour tous ceux qui doivent au moins parfois faire face à l'électricité. Heureusement, la dépendance est assez simple. Après tout, la tension dans le réseau peut être considérée comme inchangée.

Pour une prise, c'est 220 volts. Par conséquent, il s'avère que le courant dans le circuit ne dépend que de la résistance du circuit connecté à la prise. D'où la morale simple: cette résistance doit être surveillée.

Les courts-circuits, que tout le monde entend, se produisent précisément en raison de la faible résistance du circuit externe. Supposons qu'en raison d'une mauvaise connexion des fils dans la boîte de jonction, les fils de phase et de neutre soient directement connectés l'un à l'autre. Ensuite, la résistance de la section de circuit diminuera fortement jusqu'à presque zéro et le courant augmentera également fortement jusqu'à une valeur très élevée.

Si le câblage est correct, cela fonctionnera disjoncteur, et s'il n'est pas là, ou s'il est défectueux ou mal sélectionné, alors le fil ne résiste pas à l'augmentation du courant, il se réchauffera, fondra et, éventuellement, provoquera un incendie.

Mais il arrive que des appareils branchés et portés depuis plus d'une heure deviennent déjà la cause court-circuit. Un cas typique est un ventilateur dont les enroulements du moteur ont subi une surchauffe due au blocage des pales.

L'isolation des enroulements du moteur n'est pas conçue pour un échauffement important, elle devient rapidement sans valeur. En conséquence, des courts-circuits inter-tours apparaissent, ce qui réduit la résistance et, conformément à la loi d'Ohm, entraîne également une augmentation du courant.

L'augmentation du courant, à son tour, rend l'isolation des enroulements complètement inutilisable, et non l'inter-tour, mais le véritable court-circuit à part entière se produit. Le courant va en plus des enroulements, immédiatement de la phase au fil neutre. Certes, tout ce qui précède ne peut se produire qu'avec un ventilateur très simple et bon marché, non équipé d'une protection thermique.

Aide-mémoire d'Ohm pour la section chaîne:

La loi d'Ohm pour AC

Il convient de noter que l'enregistrement ci-dessus de la loi d'Ohm décrit une section d'un circuit avec une tension constante. Dans les réseaux à tension alternative, il y a une réactance supplémentaire, et l'impédance prend la racine carrée de la somme des carrés de la résistance active et réactive.

La loi d'Ohm pour une section de circuit CA prend la forme: I = U / Z,

où Z est l'impédance du circuit.

Mais une grande réactance caractérise tout d'abord les machines électriques puissantes et les équipements de conversion de puissance. La résistance électrique interne des appareils électroménagers et des appareils électroménagers est presque entièrement active. Par conséquent, dans la vie quotidienne, pour les calculs, vous pouvez utiliser la forme la plus simple de la loi d'Ohm: I = U / R.

3. Notation intégrale pour le circuit complet

Puisqu'il existe un formulaire d'enregistrement de la loi pour une section d'une chaîne, Loi d'Ohm pour la chaîne complète: I = E / (r + R).

Ici, r est la résistance interne de la source du réseau EMF, et R est la résistance totale du circuit lui-même.

Nous n'avons pas besoin d'aller loin pour un modèle physique pour illustrer cette sous-espèce de la loi d'Ohm. système électrique du véhicule, la batterie dans laquelle se trouve la source d'EMF.

On ne peut pas supposer que la résistance de la batterie est un zéro absolu.Par conséquent, même avec un court-circuit direct entre ses bornes (manque de résistance R), le courant ne passera pas à l'infini, mais simplement à une valeur élevée.

Cependant, cette valeur élevée est bien sûr suffisante pour faire fondre les fils et enflammer la peau de la voiture. Par conséquent, les circuits électriques des voitures protègent contre les courts-circuits avec des fusibles.

Une telle protection peut ne pas être suffisante si un court-circuit se produit dans la boîte à fusibles par rapport à la batterie, ou si l'un des fusibles est remplacé par un morceau de fil de cuivre. Ensuite, il n'y a qu'un seul salut - il est nécessaire de rompre le circuit le plus rapidement possible, en jetant la "masse", c'est-à-dire la borne négative.

4.La forme intégrale de la loi d'Ohm pour une section d'un circuit contenant une source emf

Il convient de mentionner qu'il existe une autre variation de la loi d'Ohm - pour une section d'un circuit contenant une source emf:

I = (U + E) / (r + R)

ou

I = (U-E) / (r + R)

Ici U est la différence de potentiel au début et à la fin de la section de chaîne considérée. Le signe devant l'amplitude de l'EMF dépend de sa direction par rapport à la tension.

Il est souvent nécessaire d'utiliser la loi d'Ohm pour une section d'un circuit lors de la détermination des paramètres d'un circuit lorsqu'une partie du circuit n'est pas disponible pour une étude détaillée et ne nous intéresse pas.

Supposons qu'il soit caché par des parties intégrantes du boîtier. Dans le circuit restant, il y a une source d'EMF et des éléments avec une résistance connue. Ensuite, en mesurant la tension à l'entrée d'une partie inconnue du circuit, vous pouvez calculer le courant, puis la résistance de l'élément inconnu.

Conclusions

Ainsi, nous pouvons voir que la loi «simple» d'Ohm est loin d'être aussi simple qu'elle le paraissait à quelqu'un. Connaissant toutes les formes de l'enregistrement intégral des lois d'Ohm, on peut comprendre et se souvenir facilement de nombreuses exigences en matière de sécurité électrique, ainsi que gagner en confiance dans le traitement de l'électricité.