La loi d'Ohm (Interactif) - Bases de l'électronique 1

 La loi d'Ohm  :

La loi d'Ohm  (Interactif) - Bases de l'électronique 1 :

Alors, qu'est-ce que la loi d'Ohm ? La loi d'Ohm stipule que le courant électrique circulant dans un circuit est proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance. Cela peut être déroutant, donc nous pouvons faire une démonstration visuelle pour mettre ces mots en image. Et nous allons le faire maintenant.

Donc, ce que je vais faire, c'est que nous allons alimenter une LED à partir d'une source d'alimentation en courant continu. En haut de l'écran ici, j'ai ma source d'alimentation en courant continu, et je vais la faire glisser sur l'écran. Et maintenant, elle est réglée à 1 volt. Si je la mets en surbrillance en jaune en bas de l'écran, j'obtiens en fait une option d'ajustement en bas. Donc je peux ajuster les propriétés de n'importe quel composant à l'écran. Si je clique dessus, je vais la régler à 5 volts car nous allons prétendre que nous l'utilisons avec une alimentation USB de 5 volts.

Nous allons obtenir cette alimentation de 5 volts, et nous allons également trouver une LED. Une LED ressemble à une diode avec des flèches qui en sortent. Et juste pour montrer, si nous connectons cette LED directement à cette source d'alimentation, donc le positif au positif et le négatif au négatif, et nous devons connecter le symbole de terre dans chaque circuit. Cela vous permet de vous exercer à utiliser le symbole de terre dans les schémas de circuit. Le symbole de terre indique simplement où se trouve la connexion négative. Et si je clique sur play en bas, nous verrons une démonstration visuelle de ce circuit.

D'accord, j'ai appuyé sur play, et nous venons de faire exploser notre LED. Et la raison pour laquelle nous avons fait exploser notre LED est que si nous cliquons sur la LED et consultons ses propriétés, nous pouvons voir que la tension de chute de cette LED est de 3 volts. C'est la tension dont la LED a besoin pour s'allumer. Et le courant qu'elle consomme à 3 volts est de 20 milliampères. Donc nous fournissons en réalité 5 volts à une LED de 3 volts, et c'est mauvais car cela consomme beaucoup trop de courant et cela a fait exploser la LED. C'est beaucoup trop pour que la LED puisse gérer.

Donc ce que nous devons faire ensuite, c'est d'introduire une résistance dans ce circuit. Et si nous coupons le circuit et que nous prenons une résistance depuis le haut et que nous la connectons à notre circuit, nous mettrons la résistance en série dans notre circuit. Cette résistance est réglée à 1 kilo ohm. Et si nous appuyons sur play sur le circuit, nous pouvons voir le courant circuler à travers le circuit. Nous n'avons que 0,34 milliampères. Et si vous vous souvenez, si nous regardons les propriétés de la LED, elle nécessite en réalité 20 milliampères pour s'allumer et 3 volts. Et elle ne reçoit que 2,66 volts et 2,34 milliampères.

Donc ce que nous devons faire, c'est calculer la résistance que nous devons introduire dans le circuit afin de respecter les conditions selon lesquelles cette LED s'allume à 3 volts et 20 milliampères. C'est là que nous commençons à utiliser la loi d'Ohm.

Et nous pouvons voir la loi d'Ohm sur cet écran ici où nous avons notre triangle de la loi d'Ohm. Donc nous avons V, I et R. V représente la tension, I représente le courant et R représente la résistance. Donc l'unité de la tension est le volt, l'unité du courant est l'ampère et l'unité de la résistance est l'ohm. Donc nous devons calculer la résistance correcte pour le circuit afin de respecter les conditions. Pour allumer cette LED, nous avons une LED qui nécessite 3 volts, mais nous fournissons 5 volts. Donc, afin de limiter le courant de notre LED, nous devons garder 3 volts pour notre LED. Si nous enlevons 3 volts de la source d'alimentation de 5 volts, il nous reste 2 volts. C'est là que nous utiliserons la loi d'Ohm. Nous devons introduire une résistance pour faire chuter ces 2 volts supplémentaires et limiter le courant pour la LED. Maintenant, avec ces 2 volts, nous pouvons calculer la valeur de la résistance dont nous avons besoin pour faire chuter ces 2 volts et fournir à la LED 20 milliampères.

Si nous regardons notre triangle de la loi d'Ohm, nous connaissons deux valeurs. Nous connaissons le courant et nous connaissons la tension. La tension est de deux volts et le courant est de 20 milliampères. Donc, nous examinons cette équation ici : la résistance est égale à 2 volts divisé par 0,02 ohms. Donc, nous écrivons toujours le courant en ampères dans notre équation. Si nous effectuons ce calcul à l'aide d'une calculatrice et que nous divisons 2 volts par 0,02 ampères, notre réponse est de 100 ohms. Donc, 2 volts divisés par 0,02 ampères ou 20 milliampères équivaut à 100 ohms.

Maintenant, nous savons que nous devons ajuster cette résistance dans notre circuit à 100 ohms. Nous pouvons voir maintenant que notre résistance est réglée sur 100 ohms, et j'ai placé un voltmètre à travers la résistance ici pour montrer que cette résistance prend les 2 volts du circuit et limite le courant à 20 milliampères.

Maintenant, parce que cette résistance a retiré 2 volts de notre source d'alimentation de 5 volts, il nous reste 3 volts dans notre circuit, qui alimente la LED. La résistance limite le courant à 20 milliampères. Donc, notre LED est maintenant alimentée avec 3 volts à 20 milliampères, et c'est le courant dont nous avons réellement besoin pour allumer notre LED, comme spécifié dans les propriétés de la LED : 3 volts et 20 milliampères.

Maintenant, nous pouvons procéder à une démonstration visuelle de ce que dit la loi d'Ohm. Elle dit que le courant électrique dans un circuit est proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance. Donc, tout en maintenant la résistance dans le circuit la même, je vais ajuster la tension. Nous allons augmenter cette alimentation de 5 volts à 6 volts. J'ai donc ajouté 1 volt, et nous pouvons voir ici que le courant a augmenté.

Comme j'ai augmenté la tension, le courant a également augmenté. Et si je diminue la tension dans le circuit à 4 volts, on peut voir que le courant dans le circuit a également diminué. Nous sommes maintenant à 10,9 milliampères, et cette LED est à peine allumée. Je vais remettre ça à 5 volts, et maintenant nous allons ajuster la valeur de la résistance tout en maintenant la tension constante ou en gardant la tension la même.

Donc, la loi d'Ohm stipule que le courant est inversement proportionnel à la résistance. Et pour montrer ce que cela signifie, si j'augmente la résistance à 200 ohms, c'est la partie inverse de l'équation, vous augmentez la résistance et donc le courant diminue. Et si nous diminuons la résistance, donc je vais la prendre à 250 ohms, si nous diminuons la résistance, le courant augmente. Et techniquement, nous fournissons beaucoup trop de courant à cette LED. Si nous diminuons encore un peu cette résistance, oh, ça va exploser, voilà. C'est parti. Trop de courant circule à travers cette LED. Donc, attendez-vous à plus de vidéos où nous ferons d'autres démonstrations en utilisant chaque circuit.

Répondez à ces questions dans les commentaires :

Quelle est la loi d'Ohm et comment affecte-t-elle le courant électrique dans un circuit?

A) La loi d'Ohm est une loi mathématique qui décrit la relation entre la tension, le courant et la résistance dans un circuit électrique.

B) La loi d'Ohm est une loi physique qui stipule que le courant électrique dans un circuit est proportionnel à la tension et inversement proportionnel à la résistance.

C) La loi d'Ohm est une règle de sécurité qui indique comment manipuler les sources d'alimentation électrique.

D) La loi d'Ohm est une théorie scientifique qui explique comment les circuits électriques fonctionnent.

Pourquoi a-t-on ajouté une résistance au circuit avec la LED?

A) Pour augmenter la tension fournie à la LED.

B) Pour diminuer la tension fournie à la LED.

C) Pour augmenter le courant traversant la LED.

D) Pour diminuer le courant traversant la LED.

Comment peut-on calculer la valeur de la résistance nécessaire pour que la LED s'allume à 3 volts et 20 milliampères?

A) En utilisant la formule V = I x R.

B) En utilisant la formule R = V / I.

C) En utilisant la formule I = V / R.

D) En utilisant la formule R = V + I.