Loi d’Ohm

Georg Ohm a publié sa loi en 1827 ; elle reste la relation la plus importante en génie électrique. La formule V = I × R indique que la tension est égale au courant multiplié par la résistance. Si vous doublez la résistance tout en maintenant la tension constante, le courant est divisé par deux. Si vous doublez la tension sans changer la résistance, le courant double. Cette proportionnalité permet de prévoir comment toute modification d’un circuit se répercute sur les autres grandeurs.

Les électriciens s’appuient sur cette relation lorsqu’ils choisissent le calibre des conducteurs. Un fil de plus grande section présente moins de résistance par pied, ce qui réduit la chute de tension sur les longues longueurs de câble. Un circuit de 20 A câblé en 12 AWG sur 100 pieds subit une chute de tension nettement plus faible que le même circuit câblé en 14 AWG ; cette différence compte pour le fonctionnement d’un moteur et la régularité de l’éclairage à l’extrémité du circuit. Les amateurs d’électronique appliquent la loi d’Ohm pour calculer la résistance qui limitera le courant dans une DEL et l’empêchera de griller dès son raccordement à une alimentation de 5 volts.

L’équation de puissance P = V × I étend la loi d’Ohm au calcul de la puissance consommée. Combinée à V = IR, elle permet d’écrire P = I² × R ou P = V² / R et donc de calculer l’une des quatre grandeurs électriques — tension, courant, résistance ou puissance — à partir de deux valeurs connues. C’est pourquoi le calculateur accepte deux des quatre entrées et détermine simultanément les deux valeurs restantes.

Les techniciens en chauffage, ventilation et climatisation diagnostiquent les éléments chauffants défectueux en mesurant leur résistance au multimètre, puis en comparant cette mesure à la puissance indiquée sur la plaque signalétique. Un élément de 240 volts et 5,000 watts devrait mesurer environ 240² ÷ 5,000 = 11.5 ohms. Si la mesure s’en écarte nettement, l’élément est endommagé et doit être remplacé. La même méthode sert à vérifier les chauffe-eau électriques, les résistances de sèche-linge et les plinthes chauffantes. Un simple multimètre numérique, vendu dans la plupart des magasins de bricolage, suffit.

La loi d’Ohm s’applique strictement aux charges résistives (ohmiques), c’est-à-dire aux composants dont le rapport entre tension et courant reste constant quelle que soit la tension appliquée. La plupart des conducteurs métalliques et des résistances standard à couche de carbone ou de métal ont un comportement ohmique à leur température normale de fonctionnement. Les diodes, les transistors et les DEL ont une caractéristique tension-courant non linéaire : une diode conduit à peine en dessous de son seuil de tension directe, puis laisse passer le courant très rapidement une fois ce seuil dépassé. La loi d’Ohm seule ne décrit pas correctement ce comportement non linéaire.

Dans les circuits en courant alternatif, la résistance est remplacée par l’impédance (Z), qui combine la résistance et la réactance des inductances et des condensateurs. La relation V = I × Z garde la même forme, mais Z est un nombre complexe qui varie avec la fréquence du signal. Un moteur ou un transformateur se comporte très différemment d’une charge purement résistive, car la réactance inductive varie avec la fréquence. Ce calculateur porte sur les circuits à courant continu et les circuits alternatifs à charge purement résistive ; pour les charges inductives ou capacitives, utilisez un calculateur d’impédance ou consultez un ouvrage de référence en génie électrique.