Calculatrice de droit d'Ohm

Histoire et découverte

La loi d'Ohm a été découverte par le physicien allemand Georg Simon Ohm en 1827 et publiée dans son livre"The Galvanic Chain, Mathematically Worked Out". Despite being one of the most fundamental principles in electrical engineering today, Ohm's work was initially met with criticism and rejection. The German Minister of Education at the time even considered Ohm's findings as "heresies" and claimed that a physicist who taught such concepts was "unworthy to teach science."

Avant Ohm, en 1781, Henry Cavendish fit des expériences avec des pots de Leyden, mais ne publia jamais ses découvertes. Ce n'est qu'en 1841 qu'Ohm reçut la reconnaissance pour son travail lorsque la Royal Society de Londres lui décerna la médaille Copley, et finalement en 1849, cinq ans avant sa mort, qu'Ohm réalisa son rêve de devenir professeur de physique expérimentale à l'Université de Munich.

Fondation scientifique

La loi d'Ohm décrit une relation fondamentale dans les circuits électriques : le courant électrique à travers un conducteur est directement proportionnel à la tension à travers lui, la constante de proportionnalité étant la résistance. Cette relation peut être exprimée de trois façons équivalentes:

Comprendre au niveau microscopique

En 1900, Paul Drude a développé le modèle Drude, qui a finalement fourni une explication scientifique de la loi d'Ohm au niveau microscopique. Ce modèle décrit le comportement des électrons dans un conducteur solide comme similaire aux particules dans un gaz, où:

• Les électrons se déplacent au hasard dans un réseau d'atomes fixes (ions)
• Une tension appliquée crée un champ électrique qui accélère les électrons dans une direction spécifique
• Les électrons entrent en collision avec des atomes, dispersent et randomisent leur mouvement, convertissant l'énergie cinétique en chaleur
• La vitesse moyenne de dérive des électrons, et donc le courant, est proportionnelle au champ électrique (tension)

La découverte de la mécanique quantique dans les années 1920 a encore affiné cette image, montrant que les électrons se déplacent dans les ondes à travers les treillis de cristal et dispersent les impuretés et les défauts plutôt que les atomes de treillis eux-mêmes.

Applications modernes et importance

La loi d'Ohm s'est révélée incroyablement robuste, avec des applications allant des circuits domestiques simples aux appareils électroniques complexes. Il a été vérifié de travailler même à l'échelle atomique, avec des expériences montrant la loi tient pour des fils de silicium aussi petits que quatre atomes de large et un atome élevé.

Voici quelques-unes des innovations historiques permises par la Loi d'Ohm :

• Télégraphie (mi-19ème siècle): Ingénieurs ont utilisé la loi d'Ohm pour optimiser la transmission du signal sur de longs fils de cuivre
• Développement de l'ampoule: Thomas Edison a postulé Les principes d'Ohm pour équilibrer le courant à travers les filaments pour créer des ampoules pratiques et durables
• Radiotechnologie: Des pionniers comme Marconi ont utilisé la loi d'Ohm pour concevoir des antennes, des oscillateurs et des amplificateurs pour la communication sans fil
• Tubes à vide et amplificateurs: Les premiers amplificateurs électroniques reposaient sur la compréhension de la relation entre tension, courant et résistance
• Ordinateurs précoces: Gérer des milliers de connexions électriques dans des machines comme ENIAC aurait été impossible sans la loi d'Ohm

Limitations et prorogations

Bien que remarquablement utile, La loi d'Ohm a des limites :

• Il s'applique uniquement aux matériaux résistants et tous les matériaux ne sont pas ohmiques (suivre la loi d'Ohm)
• Pour les circuits à courant alternatif avec composants réactifs (condensateurs, inducteurs), le concept plus général d'impédance doit être utilisé.
• Tous les matériaux se décomposeront sous des champs électriques suffisamment forts
• Les changements de température peuvent affecter la résistance, rendant la loi plus complexe à appliquer dans la pratique

Pour le design électronique moderne, la loi d'Ohm reste l'un des principes fondamentaux utilisés dans tout, de la conception de circuits simples aux appareils électroniques les plus avancés, en faisant une pierre angulaire de l'ingénierie électrique et de la physique.

La loi d'Ohm est un principe fondamental de l'ingénierie électrique qui décrit la relation entre la tension, le courant et la résistance dans un circuit électrique.

Pour calculer en utilisant la Loi d'Ohm, suivez les étapes suivantes :

1. 1
   Identifier les deux valeurs que vous connaissez (tension, courant ou résistance)
2. 2
   Utilisez la formule appropriée pour trouver la troisième valeur
3. 3
   Calculer la puissance en utilisant P = V × Autres

La puissance dans un circuit électrique peut être calculée en utilisant l'une de ces formules équivalentes: