La loi d'Ohm. Histoire et modèle

La loi d'Ohm est une formule qui exprime la relation mathématique entre le courant, la tension et la résistance dans un circuit électrique. Il s'agit d'une loi expérimentale et dans certains matériaux (principalement des métaux), elle est satisfaite de manière assez précise pour les conditions de flux de courant spécifiées. Quelle est l'histoire de cette loi ? Quel est le modèle ?

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1. Qu'est-ce que la loi d'Ohm ?

La loi d'Ohm dit que le courant circulant dans un conducteur est proportionnel à la tension entre les extrémités du conducteur. Il a été découvert dans les années 1825-1826 par un professeur de mathématiques allemand, plus tard un physicien, professeur à l'Université de Munich et à l'Université de technologie de Nuremberg, Georg Simon Ohm.

2. L'histoire de la création de la loi d'Ohm

En 1822, Humphry Davy publia les résultats de recherches sur la conduction du courant électrique dans les métaux. À la suite de ces tests, la conductivité des fils métalliques est inversement proportionnelle à leur longueur et directement proportionnelle à la section transversale. Ce chercheur a également commandé des conducteurs en fonction de leur capacité à conduire l'électricité.

Quelque temps plus tard, George Simon Ohm, alors professeur de mathématiques au lycée, a étudié la dépendance du courant électrique aux dimensions d'un conducteur et à la tension appliquée à partir de 1825, mais son travail était compliqué et peu clair, et n'a donc pas reçu beaucoup de reconnaissance.

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En 1826, Ohm a présenté les résultats de ses recherches sous une forme similaire à ce qui est connu aujourd'hui, affirmant que le courant circulant dans le conducteur est proportionnel à la tension appliquée. Cependant, il a fallu encore plusieurs années avant que la communauté scientifique n'accepte ses affirmations.

Dans les années 1845-1847, un autre chercheur, Gustav Kirchhoff, a fait une analyse théorique du flux de courant et a lié sa densité au champ électrique à l'intérieur du conducteur. En 1900, Paul Drude a formulé son modèle de la conductivité des métaux, expliquant la proportionnalité du courant à la tension, telle qu'établie par Ohm.

On sait maintenant que de nombreux matériaux se comportent différemment de ce que prétend Ohm. La proportionnalité de la tension et du courant n'est pas respectée et la loi d'Ohm n'est pas toujours respectée. Les composants et matériaux électroniques pour lesquels la loi d'Ohm est satisfaite sont dits linéaires (ou ohmiques), et ceux pour lesquels le sont non linéaires (ou non ohmiques).

La loi d'Ohm n'est pas une loi universelle de la nature, mais seulement une relation valable pour les matériaux d'une certaine classe, dans une plage limitée de courants et de tensions. Cependant, cette loi est d'une grande importance historique aussi bien que pratique. C'était la première description mathématique quantitative d'un courant électrique.

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3. Formule de la loi d'Ohm

Pour les conducteurs, la tension entre ses extrémités est proportionnelle au courant traversant le conducteur. À une certaine température, le coefficient de proportionnalité est constant et nous l'appelons la résistance du conducteur.

Pour un conducteur de résistance R, traversé par un courant d'intensité I, la tension U entre ses extrémités est:

U = I x R

L'unité de résistance est le [ohms].

La résistance peut être liée à la géométrie du conducteur. Pour un conducteur de longueur l et de section S, la résistance sera:

R = p x l / S

où p est la résistivité et dépend du matériau dont est fait le conducteur.

Cette loi définit la résistance comme le rapport tension / courant. Il dépend de la température et croîtra linéairement avec la température pour les métaux. Si à une certaine température T0 la résistance sera R0, alors à la température ΔT ce sera :

RΔT = R0 + R0⋅α⋅ΔT

où est le coefficient de température de la résistance

Dans le cas des matériaux semi-conducteurs, la résistance diminuera de façon exponentielle avec l'augmentation de la température.

A température ambiante, la résistance spécifique entre le verre est de 1,7⋅10−8Ωm, tandis que le verre est 1018 fois plus grande.

Mots Clés:  Grossesse Accouchement Ont Région-