Comment fonctionne ce calculateur de loi d’Ohm
Tout problème électrique simple se ramène à quatre grandeurs : la tension (V), le courant (I), la résistance (R) et la puissance (P). Connaissez-en deux, et vous obtenez les deux autres. Choisissez le couple que vous connaissez, saisissez les valeurs, et le calculateur renvoie les quatre grandeurs avec les préfixes SI automatiques (mA, kΩ, MW…), ainsi que la conductance, la chaleur produite en BTU/h et, si vous indiquez des heures par jour et un prix, la consommation d’énergie et le coût de fonctionnement.
Un graphique montre le comportement de la même charge à d’autres tensions : pour une résistance fixe, le courant augmente proportionnellement à la tension, et la puissance avec son carré. C’est pourquoi un appareil prévu pour 230 V branché sur 120 V ne délivre qu’environ un quart de sa puissance nominale, et pourquoi de légères surtensions raccourcissent la vie des résistances chauffantes et des lampes à incandescence.
Les formules
Les douze formes de ces relations figurent dans le tableau des résultats.
Exemple chiffré : une bouilloire de 2 kW
Le cas par défaut est une bouilloire de 2 000 W sur une alimentation de 230 V :
- Courant : I = 2 000 ÷ 230 = 8,70 A
- Résistance : R = 230² ÷ 2 000 = 26,45 Ω
- Une heure d’ébullition par jour : 2 kWh, soit 0,50 par jour à 0,25 le kWh (en pratique, une bouilloire ne chauffe que quelques minutes à chaque fois)
- Chaleur produite : 2 000 W × 3,412 = 6 824 BTU/h
Sous 120 V, le même élément tirerait 4,5 A et ne produirait que 544 W.
Valeurs habituelles
| Appareil | Tension | Puissance | Courant | Résistance |
|---|---|---|---|---|
| Chargeur de téléphone (USB 5 V) | 5 V | 10 W | 2 A | 2,5 Ω (équivalente) |
| Chargeur d’ordinateur portable (USB-C PD) | 20 V | 100 W | 5 A | 4 Ω |
| Ruban LED | 12 V | 24 W | 2 A | 6 Ω |
| Phare de voiture (halogène) | 12 V | 55 W | 4,6 A | 2,6 Ω |
| Bouilloire (UE) | 230 V | 2 000–3 000 W | 8,7–13 A | 17,6–26,5 Ω |
| Radiateur d’appoint (États-Unis) | 120 V | 1 500 W | 12,5 A | 9,6 Ω |
| Douche électrique | 230 V | 9 500 W | 41 A | 5,6 Ω |
| Résistance traversante | 5 V | 53 mW | 10,6 mA | 470 Ω |
Conseils
- Vérifiez le calibre des fils et des fusibles avant d’ajouter des appareils. C’est le courant, et non la puissance, qui fait chauffer les câbles. Deux radiateurs de 2 kW sur un même circuit 230 V de 16 A tirent 17,4 A : c’est trop.
- Surveillez la puissance admissible des résistances. Une résistance de 470 Ω sous 12 V dissipe 0,31 W ; un composant de ¼ W surchaufferait.
- Utilisez P = I²R pour les pertes. Doubler le courant quadruple les pertes dans les câbles ; c’est pourquoi les lignes de transport fonctionnent à haute tension.
- Le continu basse tension exige des câbles épais. 1 kW sous 12 V, c’est 83 A ; sous 48 V, seulement 21 A. Pour la partie énergie, utilisez le convertisseur d’unités de puissance et le calculateur de coût du kWh.
- Pour les moteurs AC et l’électronique, intégrez le facteur de puissance : P = V × I × FP ; voir le convertisseur kVA en kW.
Limites
La loi d’Ohm décrit les conducteurs ohmiques (linéaires) à température constante. Les résistances réelles varient avec la température (à froid, un filament de tungstène a une résistance d’environ un dixième de sa valeur à chaud), et les semi-conducteurs, les arcs et les lampes à décharge ne sont pas linéaires. Pour les circuits alternatifs comportant une inductance ou une capacité, remplacez R par l’impédance Z et utilisez le facteur de puissance.
Méthode et hypothèses
La loi d’Ohm V = I · R relie la tension, le courant et la résistance ; la loi de Joule P = V · I donne la puissance. En les combinant, on obtient P = I² · R = V² ÷ R : deux grandeurs suffisent donc à déterminer les deux autres. Énergie = P × heures ÷ 1 000 (kWh) ; coût = kWh × prix.
Questions fréquentes
Qu’est-ce que la loi d’Ohm ?
Combien d’ampères tire un appareil de 2 000 W ?
Comment calculer des watts à partir de volts et d’ampères ?
Quelle est la résistance d’un radiateur de 2 kW ?
La loi d’Ohm s’applique-t-elle aux LED ?
Quel fusible ou disjoncteur pour une puissance donnée ?
Sources et références
Intégrer ce calculateur
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