La loi d'Ohm - Le site de Jacques Tredez FE1247

Pas de texte 18
Pas de texte 11
Pas de texte 16
Pas de texte 06
Pas de texte 09
Pas de texte 01
Pas de texte 03
Pas de texte 08
Pas de texte 05
Pas de texte 14
Pas de texte 13
Pas de texte 12
Pas de texte 10
Pas de texte 04
Pas de texte 26
Pas de texte 07
Pas de texte 21
Pas de texte 50
Pas de texte 50
Pas de texte 50
Pas de texte 24
Pas de texte 02
Pas de texte 06
Pas de texte 15
Pas de texte 17
Pas de texte 19
Pas de texte 23
Pas de texte 25
Aller au contenu
Aujourd'hui, nous somme le
Osciloscope
Barregrahe
Boussole
Electron
Montre réveille
Le site de Jacques Tredez
Indicatif FE1247

La loi d'Ohm

L'électronique > Documentations divers > La loi d'Ohm
NOTION DE LA RÉSISTANCE ÉLECTRIQUE
  • Tout courant électrique dans un conducteur est dû à un déplacement d'électrons. Durant leur déplacement, ces électrons rencontrent des obstacles dû aux atomes du conducteur. Un conducteur présente une certaine opposition au passage du courant électrique, opposition qui est appelée résistance électrique. La notion de résistance électrique peut s'étendre à n'importe quel matériau, même aux isolants dans la mesure où ceux-ci opposent au déplacement des charges électriques une résistance tellement grande qu'elle empêche quasiment tout passage de courant. La résistance se classe parmi les grandeurs électriques et possède son unité.

UNITÉ DE MESURE DE LA RÉSISTANCE ÉLECTRIQUE
  • La résistance électrique (symbole R) se mesure en Ohm (symbole W). W est la dernière lettre de l'alphabet Grec : Oméga. Pour indiquer la valeur des résistances, on utilise fréquemment des multiples de l'Ohm tel que le kiloohm (symbole kW) qui vaut 1000 Ohms ou le mégohm (symbole MW) qui vaut 1 million d'Ohms. La résistance R d'un conducteur électrique est définie par trois paramètres : sa longueur, sa section ,sa nature.
  1. - Influence de sa longueur.
    • Il est évident que la résistance rencontrée par les charges électriques se déplaçant dans un conducteur est d'autant plus grande que ce conducteur est long, car le nombre des atomes rencontrés par les charges sur leur chemin est plus important. La résistance d'un conducteur est donc proportionnelle à sa longueur: R = f (l) (se lit R en fonction de l)
  2. - Influence de sa section.
    • Les charges électriques se meuvent d'autant plus facilement que la section du conducteur est importante. Pour imaginer cela, on peut dire que les charges électriques ont un espace plus important pour se déplacer. La résistance d'un conducteur est donc inversement proportionnelle à sa section.
  3. - Influence de sa nature et notion de résistivité.
    • Deux conducteurs de même longueur et de même section, mais de nature différente, c'est-à-dire constitués de matériaux différents (par exemple l'un en cuivre, l'autre en fer) présentent des résistances électriques différentes.
La différence entre les propriétés électriques des matériaux est caractérisée par leur résistivité. Le symbole de la résistivité est la lettre grecque r (rhô) et son unité est l'ohm-mètre (W-m). Figure 1-a sont regroupées les résistivités des principaux métaux purs et des alliages d'usage courant en technique électrique.
  • Métaux purs.
Métal Résistivité à 20°C
Argent 1,6 x 10-8 W-m
Cuivre 1,7 x 10-8 W-m
Aluminium 2,8 x 10-8 W-m
Tungstène 5,6 x 10-8 W-m
Fer 9,6 x 10-8 W-m
Platine 10 x 10-8 W-m
Plomb 22 x 10-8 W-m
Mercure 95 x 10-8 W-m
  • Résistivité de substances d'usage courant en technique électrique. b) Alliages.
Alliage,Composition, Résistivité (en 10-8 W-m)
Laitons Cu 60 à 70 % Zn 40 à 30 % Entre 5 et 10
Maillechort Cu 60 % Zn 25 % Ni 15 % 30
Manganine Cu 85 % Mn 11 % Ni 4 % 40
Constantan Cu 60 % Ni 40 % 50
Ferronickel Fe 75 % Ni 25 % 80
Nichrome Ni 65 % Fe 23 % Cr 12 % 110
  • Un petit commentaire sur ces tableaux est nécessaire, on s'aperçoit que la résistivité n'est pas exprimée en W-m et ceci parce que cette unité est beaucoup trop grande pour les conducteurs. Dans la figure 1-a, on utilise le cent millionième d'ohm-mètre (10-8 W-m). Mais suivant les ouvrages, vous pouvez trouver cette résistivité exprimée en µW-m (microohm-mètre) qui vaut 10-6 W-m ou encore en µW-mm. Inversement pour les isolants dont la résistivité est importante on utilise le mégohm-mètre (MW-m) qui vaut 106 (1 million) W-m.

DÉTERMINATION DE LA RÉSISTANCE ÉLECTRIQUE D'UN CONDUCTEUR
  • Comme nous venons de le voir, la résistance électrique d'un conducteur est définie par trois paramètres. Nous pouvons donc penser que ces paramètres peuvent être liés entre eux par une relation permettant de déterminer la résistance d'un conducteur donné connaissant ses dimensions et sa nature. Nous savons déjà que cette résistance est proportionnelle à la longueur :
R = f (l) (se lit R en fonction de l).
   Nous savons également que cette résistance est inversement proportionnelle à la section : La résistivité du conducteur intervient également dans ce calcul. L'unité de résistivité étant l'ohm-mètre ; ainsi, plus le conducteur sera long       plus l'influence de sa résistivité se fera sentir sur le déplacement des électrons donc sur la résistance de conduction :
   R = f (r)
   De la combinaison des trois relations précédentes, nous pouvons déduire la formule générale pour déterminer la résistance d'un conducteur : Connaissant cette formule, nous pouvons à titre d'exemple calculer la résistance que           présente un conducteur en cuivre de 100 m de longueur et de 1 mm² (10-6m²) de section, sachant que la résistivité du cuivre est 1,7 x 10-8 W-m. Pour compléter notre exemple, la figure 1-c donne la résistance de conducteurs de         100 m de long et de 1 mm² de section mais réalisés en différents matériaux, et ce dans le but de réaliser une meilleure analyse comparative de ces métaux au point du vue électrique.
   Analyse comparative ( Métal Résistance d'un fil de 100 m de long et de 1 mm² de section )
- Argent 1,6 W
-Cuivre 1,7 W
- Aluminium 2,8 W
- Tungstène 5,6 W
- Fer 9,6 W
- Platine 10 W
- Plomb 22 W
- Mercure 95 W
Enfin, pour clore ce chapitre sur la résistance électrique, il faut savoir que celle-ci varie avec la température car la résistivité de la substance varie avec la température également. Toutefois, toutes les substances ne réagissent pas de façon identique. En règle générale, la résistivité augmente lorsque la température augmente mais dans des proportions différentes suivant les substances. Les alliages, bien que possédant une résistivité plus importante que les métaux purs (figure 1-b), ont par contre une résistivité beaucoup plus stable. Par exemple la manganine et le constantan (ce qui justifie le nom donné à cet alliage) sont particulièrement utilisés pour la réalisation des résistances étalonnées ou des ohms-étalons (résistances spécialement construites pour représenter aussi exactement que possible l'unité de résistance électrique). Quelques substances voient, par contre, leur résistivité diminuer lorsque la température augmente et c'est notamment le cas de certains mélanges d'oxydes ou de sulfures.

CONDUCTANCE ET CONDUCTIVITÉ
  • Jusqu'à présent, nous avons considéré les conducteurs du point de vue de la résistance qu'ils opposent au passage du courant, mais comme son nom l'indique, ce conducteur sert à acheminer le courant d'un point à un autre. L'aptitude d'un conducteur à acheminer plus ou moins bien le courant s'appelle la conductance électrique. Un conducteur présente une conductance d'autant plus grande que sa résistance est faible. La conductance sera donc l'inverse de la résistance.
Le symbole de la conductance est G et son unité est le Siemens (symbole S). Comme nous avons défini une résistivité, nous pouvons définir une conductivité qui est l'inverse de la résistivité.
G = 1 / R
Le symbole de la conductivité est g (se lit gamma, lettre de l'alphabet grec) et son unité est le Siemens / mètre (symbole S / m). Comme nous l'avons vu, nous pouvons appeler conducteurs tous les éléments qui présentent la propriété de se laisser facilement traverser par le courant, ils ont donc une conductivité élevée et offrent une faible résistance à ce courant : c'est notamment le cas des fils de cuivre utilisés pour effectuer les liaisons dans les circuits électriques. Dans ces circuits cependant il se présente souvent la nécessité d'opposer au courant une résistance plus ou moins élevée, ceci s'obtient par l'emploi d'éléments réalisés à partir de matériaux à haute résistivité. Ces éléments ne peuvent plus être considérés comme des conducteurs à part entière dans la mesure où leur rôle spécifique est d'opposer au courant électrique une résistance déterminée.

Retourner au contenu