Question sur la loi d'Ohm

Voilà, je n'y connais rien en électricité et je commence par étudier le basique: la Loi d'Ohm.

J'ai vu une vidéo intéressante qui explique les histoires de piles en parallèle et en série, mais cela traite uniquement de piles identiques.

Qu'en est-il, par exemple, si je branche en série une pile de 1.5 Vols - 2.8 Amp avec une pile de 9 volts de 0.5 Amp et une pile de 4,5 Volt de 6 Amp? Tout s'additionne?

Et j'en profite pour rajouter une question: si l'on branche en parallèle 2 piles de tension et de courant différents, comment calcule-t-on le voltage et l'ampérage qui en résulte?

capitaine haddock a écrit:

Qu'en est-il, par exemple, si je branche en série une pile de 1.5 Vols - 2.8 Amp avec une pile de 9 volts de 0.5 Amp et une pile de 4,5 Volt de 6 Amp? Tout s'additionne?

Une pile "idéale théorique" a une tension fixe et un ampérage maximal. Une pile de "4,5V, 6A" va débiter au maximum 6A, mais moins si ce qui y est branché a besoin de moins d'énergie.

Dans ce cas on additionne les tensions et l'ampérage maximal résultant est celui de la pile la plus faible.

capitaine haddock a écrit:

Et j'en profite pour rajouter une question: si l'on branche en parallèle 2 piles de tension et de courant différents, comment calcule-t-on le voltage et l'ampérage qui en résulte?

Pour calculer cela, il faut considérer qu'une pile a une résistance interne. Donc on a une pile "idéale théorique" en série avec une résistance et on en met deux en parallèle.

Mais, si je puis me permettre, c'est bien de poser des questions mais ici tu te compliques la vie inutilement. On va mettre des piles en série, la tension est la somme des tensions. On ne va mettre en parallèle que des piles de tension identique et les ampérages maxima alors s'additionnent. Ce n'est valable qu'en courant continu.

Bonjour,

Avec mon modeste niveau je me risque à quelques éléments de réponse. Les Pros me corrigeront si je raconte n'importe quoi.

Un générateur, une pile dans la réalité correspond à une source de tension en série avec sa résistance interne.
https://www.maxicours.com/se/cours/determiner-la-caracteristique-d-une-source-reelle-de-tension/

Ensuite il y a les lois de Kirchhoff dites des mailles et des nœuds :
http://ressources.unit.eu/cours/clickelecunit/Modules/58_LoisPhysiques_CircuitsElectriques/3circuitCC1.htm
ces lois te permettent de ramener tout montage en courant continu à un truc assez simple a appréhender.

Pour tes questions :
En série les tensions vont sensiblement s'ajouter a vide.
Pour l'intensité en série, ta question est mal posée car l'intensité en un point d'un circuit n'existe que dans dans un circuit fermé. Donc les ampères associés à tes piles dans ta question seraient ceux observés pour chacune des piles alimentant individuellement quelque chose. La première pile (1.5 V et 2.8A) serait branchée sur une résistance de 0,5 Ohms, la seconde (9 V et 0.5 A) sur 18 Ohms, la 3ème (4,5 V et 6 A)sur 0,75 Ohms.
Si tu mets en série tes 3 piles elles seront branchées sur une résistance unique. Tu résumes ton générateur à la somme des tensions ici 15 Volts et tu appliques la loi d'Ohm pour connaitre l'intensité dans le circuit. Si la résistance en question est de 30 Ohms, tu auras 0.5A dans le circuit.

En parallèle :
Comme les piles ont une résistance interne. Si elles sont différentes elles vont débiter dans les résistances des unes et des autres. Je dirais même se vider car les résistance internes des piles sont généralement faibles et par conséquent les courants de décharge élevés. Il se peut que ce genre de montage fume un peu.
Dans les montages ou des piles ou accus sont en parallèle, on choisi toujours des éléments très proches en caractéristique. Et on met aussi de l’électronique sophistiquée pour adapter tout ça. C'est la cas des BMS (Battery Management System) pour les batteries de voiture électriques ou les batteries solaires par exemple.


73
RD

RaDiMaN a écrit:

Dans les montages ou des piles ou accus sont en parallèle, on choisi toujours des éléments très proches en caractéristique. Et on met aussi de l’électronique sophistiquée pour adapter tout ça. C'est la cas des BMS (Battery Management System) pour les batteries de voiture électriques ou les batteries solaires par exemple.

73
RD

Le BMS ne sert que pour des éléments en séries (pour éviter le déséquilibre des tensions).
Dans le cas d'éléments en parallèle, la tension est identique (et le sera toujours) dans les deux éléments.

capitaine haddock a écrit:

Qu'en est-il, par exemple, si je branche en série une pile de 1.5 Vols - 2.8 Amp avec une pile de 9 volts de 0.5 Amp et une pile de 4,5 Volt de 6 Amp? Tout s'additionne?

Un pile ou accu est caractérisée par sa tension et sa capacité.
La tension est en Volt et la capacité en Ah (Ampere-heure).

Une pile de 1.5V et 2.8A n'existe pas.

il ne faut pas mélanger la capacité(en Ah) et le courant dans le circuit (Ampère).

Pour simplifier et faire une analogie avec une voiture, la capacité(Ah) est égal au volume du réservoir, et le courant (A) est égal a la puissance du moteur.

F0EBC a écrit:

Une pile de 1.5V et 2.8A n'existe pas.

Il peut s'agir de courant maximum. Une pile de tension 1,5V et capable de débiter jusqu'à 2,8A.

capitaine haddock a écrit:

une pile de 1.5 Vols - 2.8 Amp avec une pile de 9 volts de 0.5 Amp et une pile de 4,5 Volt de 6 Amp

Je crois en effet que ta difficulté de compréhension vient de là.

Où as-tu lu ce type de caractéristique 2.8 Amp ou 6 Amp ? Je suppose que tu ne l'as pas inventé.

Au hasard, prenons ce type de pile
https://fr.rs-online.com/web/p/piles-aa/7442199
Il est indiqué : Pile AA RS PRO 1.5V Alcaline, 2.2Ah
Les autres informations fournies ne sont pas d'une grande utilité.

2.2 Ah est la capacité (lire ampère heure). Ca voudrait dire, en gros, que la pile est capable de fournir un courant de 2.2 A durant une heure. En réalité les piles sont faites pour être utilisées en fournissant un courant plus faible. Il serait raisonnable de dire qu'une pile de 2.2 Ah de capacité est capable de fournir un courant de 0.22 A durant 10 heures. Néanmoins ces chiffres sont une vue de l'esprit et ça ne correspond pas à la réalité.

Je ne suis pas très sensible aux vidéos et leur volet pédagogique m'échappe souvent. En parcourant les page suivantes tu auras des informations plus précises
http://claude.lahache.free.fr/coursts1elpartie/piles-et-accus.pdf

Qui, peut-être, amènerons d'autres questions.

En règle générale, pratiquement, on ne monte jamais des piles en parallèle et quand on monte des piles en série ce sont toujours des piles de même type (identique et du même âge). Exemple : 6 piles de 1.5 V 2.2 Ah assemblées en série vont te constituer un générateur de tension de 9 V 2.2 Ah capable donc de te fournir les 9 V lors d'une décharge de 10 heures sous un courant de 0.22 A (estimation simpliste néanmoins).

Peut-être ai-je mal formulé ma question, ou aurais-je dû trouver un autre exemple.

J'explique: sur une vidéo expliquant la loi d'Ohm, on voit 2 illustrations.

Avec une pile de 6 volts et une résistance ce 3 Ohms, le multimètre lit 2 Ampères.

Mais avec 2 piles en parallèle, la tension double, et le courant aussi.

Ma question est: quel résultat thorique donnerait la mise en parallèle de 2 piles ou 2 batteries de tension et de capacité différentes, qu'il s'agisse d'une pile AA de 1,5 volt avec une pile plate de 4.5 Volts ou une batterie de PC portable avec une batterie de Renault Clio électrique. Les tensions s'additionnent? Le courant augmente d'ampérage? Voyez les illustrations, et pour la seconde, dites-moi ce que ça donne avec 2 piles différentes en tension et capacité. C'est le sens de ma question qui, il est vrai, n'était pas claire...

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Déjà dans ton discourt tu commets une erreur. Sur la figure de gauche, les 2 piles de 6 V ne sont pas en parallèle mais en série. La loi d'ohm, qui n'exprime que le fait que le courant est proportionnel à la tension peut s'écrire :

I = V / R

R est constant et vaut 3 Ω

à Gauche V = 12 V et à droite V = 6 V donc à gauche le courant est de 4 A et à droite de 2 A. Le courant a doublé parce que la tension a doublé.

Citation :

Ma question est: quel résultat thorique donnerait la mise en parallèle de 2 piles ou 2 batteries de tension et de capacité différentes, qu'il s'agisse d'une pile AA de 1,5 volt avec une pile plate de 4.5 Volts ou une batterie de PC portable avec une batterie de Renault Clio électrique. Les tensions s'additionnent? Le courant augmente d'ampérage? Voyez les illustrations, et pour la seconde, dites-moi ce que ça donne avec 2 piles différentes en tension et capacité. C'est le sens de ma question qui, il est vrai, n'était pas claire...

Mettre en parallèle des générateur de tension comme des piles ou des batteries est un hérésie. L'un va débiter dans l'autre et, au final, on ne saura pas ce que ça a fait. Peut-être que du fait de ton erreur de vocabulaire, tu veux monter les piles ou les batteries en série. Un exemple pris sur le Net

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Les tensions s’additionnent; le générateur équivalent fait maintenant 24 V. Comme chaque accumulateur à une capacité de 100 Ah, la capacité globale, sous 24 V est, et reste de 100 Ah.

N'utilise pas le mot ampérage, laisse le aux journaleux. C'est ce mot ampérage qui t'as enduit dans de l'erreur.  Lors de la mise en série des accumulateurs, l'intensité qui circule reste nulle car le circuit n'est pas fermé. Si tu fermes le circuit sur une résistance le courant sera donné par la loi d'ohm
I = V/R En gros, il est indépendant de la capacité des accumulateurs (ici 100 Ah). Si l'un fait 100 Ah et l'autre 10 Ah, ça ne changera pas le courant. Il circulera moins longtemps parce que l'accumulateur de 10 Ah va se vider plus vite que celui de 100 Ah. Un fois l'accumulateur de 10 Ah vide, que va-t-il se passer ? Il va être parcouru par le courant provoqué par l'accumulateur de 12 V 100 Ah. Ce courant va augmenter sa décharge car il ne circule pas dans le bon sens pour recharger l'accumulateur de 10 Ah, ce qui va endommager cet accumulateur de 10 Ah. C'est pour ça qu'on ne monte pas en série des accumulateurs de capacités différentes.

F1AMM a écrit:

Déjà dans ton discourt tu commets une erreur. Sur la figure de gauche,

Oui, je me suis mélangé les pinceaux. Je voulais dire en série. Je débute :-)

Ma réponse ci-avant corrige ton erreur de départ. Dans le schéma il s'agit d'une mise en série.

On peut mettre des accumulateurs en parallèle. Au moment de la mise ne parallèle, un courant important peut circuler dans la boucle formée par les deux accumulateurs. Ce courant peut même être dangereux. C'est un peu ce qu'on fait quand on démarre une voiture en plaçant des cordons depuis un autre véhicule. Le courant n'est limité par la résistance des cordons jusqu'à ce que les tensions s'équilibrent (une batterie se vide dans l'autre mais dans le bon sens). Si on a pris soin de démarrer le véhicule au préalable, l'alternateur va recharger les 2 batterie en parallèle et, surtout celle qui est vide. Laisse tourner le moteur un moment (5 minutes) puis tente de démarrer le véhicule en panne. Il prendra son énergie dans les deux accumulateurs câblés en parallèle. Débranche ensuite les cordons. Manipule d'abord les fils raccordés au moins; ça évite des risques de soleil.

Une remarque sur le schéma

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La résistance de 3 Ω est dessinée comme un petite résistance tout au plus d'un 1/2 watt. Le courant de 4 A qui circule va y produire une puissance de P=RI² soit 48 W (watts). Ca va rapidement pulvériser la résistance

Pour rester raisonnable en limitant la puissance dissipée à 1/2 W il faudrait une résistance beaucoup plus grande.

Si P=RI² alors comme I=V/R
P=(R * V²)/R² soit P = V²/R d'ou R = V²/P
Doc R = 144 / 0.5

R = 288 Ω le courant serait alors de I=V/R = 12/288 = 0.0416 A (41.6 mA)

Remarque au passage que P=RI² est toujours bon P=288 *  (0.0416)² = 0.548 W

Cet exemple pour te montrer l'intérêt de bien maîtriser la loi d'ohm combinée à l'expression de la puissance dissipée : P = V.I ou P=RI² ou P=V²/R La puissance dissipée est proportionnelle au carré de la tension. Si tu doubles la tension, tu quadruples la puissance dissipée.

Une petite remarque: tout le monde n'apprend pas de la même manière et découvrir la manière d'apprendre la plus adaptée fait, pour beaucoup, la différence entre la réussite et la frustration.

Peut être le capitaine haddock pourrait trouver un voltmètre et aller à la droguerie voisine acheter un lot de piles. J'ai l'impression que la loi d'ohm lui paraitra plus facile à apprendre en faisant de petites expériences.

Il y a bien longtemps que je ne vois plus de droguerie; c'était bien pour y trouver des produits chimiques un peu concentrés. C'est fini tout ça. Quand j'étais enfant je faisais beaucoup d'expérimentations avec des piles de 4,5 V car c'étais facile à se raccorder dessus.

Le sujet était sur la loi d'ohm et donc, à mon avis, sur le calcul des relations entre courant, résistance et tension.

Le but est effectivement d'apprendre à calculer et de retenir les formules. Certains y arrivent mieux avec de l'expérimentation pratique.

F1AMM a écrit:

Le sujet était sur la loi d'ohm et donc, à mon avis, sur le calcul des relations entre courant, résistance et tension.

Je pense en effet que je vais me concentrer sur l'application théorique de la formule. Il ne s'agit somme toute "que" de la licence de base (qui, de plus, en Belgique, est assez légère sur le plan technique pour les ON3).

Bon, là, j'ai appris la formule de la loi d'Ohm, celles des résistances en série et en parallèle et celle des condensateurs en série et en parallèle (qui est la même sauf que c'est exactement le contraire ).

Prochaine étape: les codes couleurs des résistances et, dans un autre registre, les bandes de fréquences amateur, avec leurs sous-divisions (phonie - télégraphie)... Bref encore du pain sur la planche!

Mais pour en revenir à la formule de la loi d'Ohm, si la résistance est nulle (théoriquement parlant), est-ce que la mesure de I sera l'infini?

Oui, si la résistance est nulle le courant théorique est infini.

La loi d'Ohm se présente sous 3 formes

• V=R.I
  
• I=V/R
  
• R=V/I
  

On passe de l'une à l'autre assez facilement si on a fait un peu d'algèbre. Exemple si on se rappelle de
V=R.I
qui est une égalité :  V égale le produit de R par I
On peut diviser chaque membre de l'égalité par une même valeur par exemple I. L'égalité devient
V/I = R.I/I soit
V/I = R
etc. En fait c'est la même "formule" exprimée différemment

Si la manipulation algébrique est trop difficile à comprendre, il faut se rappeler des trois formes et, surtout, garder le sens physique

• Plus la tension est forte plus le courant sera élevé
  
• Plus la résistance est grande moins le courant sera élevé
  
• Un courant faible parcourant une résistance produira à ses bornes une tension faible - c'est le volet le moins simple à intégrer.
  

Ouarf, il faut que tu apprennes le code couleur. Je l'ai appris par habitude et nécessité mais apprendre ça ex-nihilo j'en serait bien incapable. On repère dans la boite les jolies couleurs genre jaune - violet - rouge : 4700 Ω. Ca se complique quand on attaque les gris, noir, blanc.

Bon courage.

F1AMM a écrit:

Ouarf, il faut que tu apprennes le code couleur. Je l'ai appris par habitude et nécessité mais apprendre ça ex-nihilo j'en serait bien incapable. On repère dans la boite les jolies couleurs genre jaune - violet - rouge : 4700 Ω. Ca se complique quand on attaque les gris, noir, blanc.

Bon courage.

Apres vérification, non, les codes couleurs ne sont pas dans le programme.

capitaine haddock a écrit:

Mais pour en revenir à la formule de la loi d'Ohm, si la résistance est nulle (théoriquement parlant), est-ce que la mesure de I sera l'infini?

Une résistance nulle existe, c'est un supraconducteur. Il ne s'agit donc pas d'une question théorique.

Ce que je vais dire n'a aucune utilité pour la licence.

Lorsque la résistance est nulle, la tension est nulle et la loi d'ohm ne permet pas de calculer l'intensité. Le cas existe, ainsi les accélérateurs de particules utilisent des bobines supraconductrices pour créer des champs magnétiques intenses (vraiment, très, très intenses). Les intensités sont énormes, mais pas infinies car cela exigerait une énergie infinie. La tension est égale à zéro puisque la résistance est égale à zéro.

Autre question: quelle est la différence entre la résistance et l'impédance? Est-ce que je peux mesurer l'impédance d'une antenne ou d'un coaxial avec un multimètre?

Et, tant que j'y suis: la différence entre la puissance électrique et la puissance d'un émetteur? Est-ce que la formule P= V x I s'applique pour un émetteur? Le fait est que la SSB soit plus "puissante" que la FM pour un même émetteur me fait penser que ce serait plutôt lié à la largeur de bande, non?

La résistance est utilisée en courant continu, l'impédance s'utilise pour l'alternatif.

Pour la puissance d'un émetteur, en effet cela s'approche de U=R*I ,a la différence que R est une impédance et non une résistance.

La SSB n'est pas plus puissante, elle est plus efficace car la bande passante est réduite.
Par exemple si tu as un émetteur de 10W ,plus la bande passante sera réduite, plus la puissance est "concentrée", a l'inverse si la bande passante est large, l'énergie est "étalée-diluée" (par exemple la CW par rapport a la TV ou aussi entre un laser et une led).

Tu as des questions de base dont je n'ai pas trouvé la réponse déjà rédigée le Net et mon ChatGPT ne marche plus  

Résistance et impédance
La loi d'ohm s'applique aux impédances. Si on fait passer dans un composant à 2 pattes (un dipôle diront les puristes) un courant alternatif sinusoïdal de I ampères efficaces et qu'on mesure à ses bornes une tension efficace V alors l'impédance Z du composant est, par définition
Z=V/I et Z s'exprime en ohms
A résistance et impédance, il faut ajouter le terme réactance (souvent identifié par X). Une impédance est modélisée sous la forme d'une résistance R en série avec une réactance; la valeur de la résistance étant indépendante de la fréquence
La valeur de la réactance est dépendante de la fréquence. On distingue deux types de réactances

• Soit selfique : une self induction L (bobine) dont la valeur s'exprime en Henry et dont la réactance en ohms est x=Lω où ω=2.π.F; F étant la fréquence
  
• Soit capacitive : un condensateur C dont la valeur s'exprime en Farad et dont la réactance en ohms est x=1/Cω
  

La valeur en ohm de l'impédance représentative de l'assemblage en série de R et de x n'est pas égale à la somme des valeurs en ohms mais
Z = Racine (R²+x²)
Si on place en série plusieurs impédances comprenant chacune une résistance et une réactance, la valeur en ohm de l'impédance équivalente en série n'est pas la somme des impédances. Il faudra additionner de manière appropriée d'une par les résistances et d'autre part les réactances. Le problème devient vite très compliqué et on utilise pour cela l'algèbre des nombres complexes

Impédance et multimètre
Certains multimètres sont capables de mesurer des composants réactifs pures comme une self induction ou un condensateur. Ils afficheront une valeur de L en Henri ou de C en Farad. Ils n'afficheront jamais l'impédance car elle est dépendante de la fréquence. Soyez très prudent dans l'interprétation des valeurs L et/ou C données par un multimètre qui, en tout état de cause, sont mesurées à une fréquence particulière.
Quant à mesurer l'impédance d'une antenne, il faut la mesurer à sa (ou ses) fréquence(s) d'utilisation. C'est quasi toujours la somme d'une résistance en série avec une réactance. Il faudra un pont de mesure simple ou complexe comme un nanoVNA pour mesurer ces impédances
Quant à l'impédance caractéristique d'un câble (ou de toute ligne de transmission) ça ne peut pas se mesurer de façon simple car ce n'est pas une impédance mais la valeur d'une impédance (en général une résistance pure) qui, si elle termine la ligne à une extrémité, sera aussi vu par l'autre extrémité à la même valeur. Il existe des moyens simples pour évaluer l'impédance caractéristique d'une ligne mais il faudra, là aussi un pont ou mieux un NanoVNA. Le multimètre ne sera d'aucune utilité

Puissance électrique et la puissance d'un émetteur
Les puissances s'expriment en Watt. Il faut faire attention aux faux amis et en particulier au VA (Volt.Ampère). Les Watt, c'est de la chaleur les VA c'est une convention d'écriture. C'est très compliqué de mesurer la puissance dissipée dans une charge même si en général c'est une résistance pure (50 Ω). Dans un émetteur de forte puissance on mesure l'élévation en température du courant d'eau qui refroidit la charge. Pour des petites puissances on fait comme on peut. Si l'énergie qui est dissipée dans la charge est strictement sinusoïdale on peut simplement mesurer la tension et dire que P=V²/R. Si ce n'est pas sinusoïdal (présence d'harmoniques par exemple) ça devient très compliqué.

SSB / FM
La SSB est plus performante que la FM car la puissance totale de l'émetteur est utilisée pour transmettre la modulation. En FM (ou en AM) ce n'est pas le cas : une partie de la puissance est affectée à la porteuse ou à des fréquences voisines inutiles dans le cas général. La SSB (contrairement à la DSB) concentre, de plus, la puissance dans une bande de fréquence très étroite ce qui améliore le rapport signal / bruit. La FM ou l'AM ont néanmoins des avantages; on ne peut pas utiliser la SSB pour des liaisons subissant l'effet Doppler par exemple