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par Ron Kurtus (révisé le 23 octobre 2019)
Les unités de base d’un circuit électrique simple sont l’ampère, le volt et l’ohm.
Un circuit simple se compose généralement d’une alimentation en tension, de fils métalliques qui conduisent le courant électrique, et d’une ou plusieurs résistances qui résistent à la conduction du courant. Le courant peut être un courant continu (CC) ou alternatif (CA), et il ne doit pas y avoir de dispositifs supplémentaires qui affectent le courant.
L’unité de courant électrique – l’ampère – est une unité de base de la norme internationale (SI). L’unité de tension et l’unité de résistance sont dérivées de l’ampère et d’autres unités standard. Malheureusement, le comité international de scientifiques a rendu les définitions plus complexes qu’elles ne doivent l’être.
Les questions que vous vous posez sont notamment :
- Quelle est la définition d’un ampère ?
- Qu’est-ce qu’un volt ?
- Quelle est l’unité de résistance ?
Cette leçon répondra à ces questions. Outil utile : Conversion des unités
Ampère
L’ampère (A) est une unité SI de base du courant électrique. Il peut être défini comme la quantité de charge électrique ou le nombre d’électrons qui passent par un point dans un circuit en une seconde. Un ampère équivaut à 6,241*1018 électrons passant par un point par seconde ou à un coulomb par seconde. (Le coulomb (C) est l’unité SI de la charge électrique.)
La définition officielle SI d’un ampère est quelque peu bizarre :
« L’ampère est le courant constant qui, s’il était maintenu dans deux conducteurs parallèles droits de longueur infinie, de section circulaire négligeable, et placés à 1 mètre de distance dans le vide, produirait entre ces conducteurs une force égale à 2*10-7 newton par mètre de longueur. »
Note : Mon point de vue est que le fait d’exiger un conducteur de longueur infinie et de section « négligeable » n’est pas pratique et n’a pas sa place dans une définition standard. De plus, il y a des implications non formulées de la relation de la force entre deux fils et du courant qui devraient être exprimées.
Puisque A est une unité SI de base, il n’est pas exprimé en termes d’autres unités.
Volt
Le volt (V) est l’unité SI dérivée du potentiel électrique ou de la force électromotrice qui provoque le déplacement des électrons. Puisqu’une source d’électricité crée de l’énergie, un volt peut être défini comme la différence de potentiel entre deux points d’un circuit électrique qui communiquera un joule (J) d’énergie par coulomb (C) de charge qui le traverse.
V = J/C
La tension peut également être énoncée comme le potentiel électrique le long d’un fil lorsqu’un courant électrique d’un ampère dissipe un watt (W) de puissance (W = J/s).
V = W/A
Un volt peut être énoncé en unités de base SI comme 1 V = 1 kg m2 s-3 A-1 (un kilogramme mètre carré par seconde cubé par ampère).
En considérant la définition officielle d’un ampère selon le SI, un volt est également égal à la différence de potentiel entre deux plans parallèles infinis espacés d’un mètre qui créent un champ électrique de 1 newton par coulomb.
Ohm
L’ohm (Ω) est l’unité de résistance électrique dans un circuit. Il est défini comme une résistance entre deux points d’un conducteur lorsqu’une différence de potentiel constante de 1 volt (V), appliquée à ces points, produit dans le conducteur un courant de 1,0 ampère (A), à condition que le conducteur ne soit la source d’aucune force électromotrice, comme dans une batterie.
Ω = V/A
Notez que c’est également l’équation de la loi d’Ohm.
Établir la résistance en termes d’unités SI de base :
Ω = kg m2 s-3 A-2
La résistance électrique est également fonction de la section du fil, ainsi que de sa température.
Résumé
L’ampère (A) est une unité SI de base constituée de la quantité de charge électrique ou du nombre d’électrons qui passent en un point d’un circuit électrique en une seconde. Le volt (V) est le potentiel électrique provoquant le déplacement des électrons dans un fil. Il correspond à un joule d’énergie par coulomb de charge. The ohm (Ω) is the unit of electric resistance equal to the 1 volt divided by 1 ampere.
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Resources and references
Ron Kurtus’ Credentials
Websites
Unit of electric current (ampere) – National Institute of Standards and Technology (NIST)
Ampere – Wikipedia
Coulomb Force – Wolfram Science World
Coulomb – Wikipedia
Voltage – HyperPhysics
Electric Potential Difference – Physics Classroom
Volt – Wikipedia
Ohm – Wikipedia
DC and AC Electricity Resources
Physics Resources
Books
Teach Yourself Electricity and Electronics by Stan Gibilisco; McGraw-Hill; (2001) $34.95 – Guide for professionals, hobbyists and technicians desiring to learn AC and DC circuits
Questions and comments
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