La legge di Ohm

Quando parliamo di resistenza, spesso pensiamo subito al componente elettronico, in realtà quel componente elettronico anche se è di uso chiamarlo resistenza, si chiamerebbe resistore.
La resistenza, in fisica è una forza che si oppone ad un qualcosa, spesso ad un altra forza, e pure in elettronica la resistenza è una forza che si oppone al passaggio della corrente, parliamo quindi di resistenza elettrica, essa si misura in ohm e il suo simbolo è la lettera greca omega.
Abbiamo detto che la resistenza elettrica, si oppone al passaggio della corrente elettrica, quindi tanto più grande sarà la resistenza, tanto più piccola sarà la corrente che riuscirà a scorrervi attraverso, questo rapporto tra corrente e resistenza, è legato da una formula, dove entra in gioco anche la tensione:

V=RxI dove V è la tensione, R la resistenza, ed I la corrente.

Questa è appunto la legge di Ohm, la legge principale dell'elettronica, oserei dire la legge che sovrana il mondo dell'elettronica, la legge che troverete praticamente in tutti i circuiti elettronici, in poche parole una legge che dovrete imprimervi bene nella mente, perché vi troverete ad utilizzarla molto spesso.
Essendo una formula matematica, ovvio che si potrà scrivere in diversi modi, ovvero se V=RxI allora posso pure scrivere che R=V/I e pure che I=V/R.
Se avete qualche difficoltà a trasformare le formule, vi insegno un trucchetto, che a me è tornato molto utile, e che ancora oggi spesso utilizzo, in pratica consiste nel sostituire la formula con dei numeri, in modo da rendere la trasformazione molto semplice.
Prendiamo la legge di Ohm V=RxI e sostituiamola con dei numeri 10=5x2, a questo punto è semplice e intuitivo scrivere che se 10=5x2 allora 5=10/2 e 2=10/5, sostituiamo ai numeri nuovamente la formula e otteniamo che se V=RxI allora R=V/I e I=V/R.
Da quest'ultima formula I=V/R, è facile intuire quanto detto sopra, ovvero che aumentando la resistenza, diminuisce in modo proporzionale la corrente.
Per capire meglio il concetto, prendiamo un circuito molto semplice, una batteria da 4,5v ed un resistore da 10 Ohm, tale resistore introdurrà nel circuito una resistenza di 10 Ohm , quindi li colleghiamo come in figura e andiamo ad effettuare delle letture con un multimetro.

Ohm

Effettuati i collegamenti, ed eseguendo la misura con il multimetro impostato in modalità amperometro, si potrà leggere che nel circuito scorre una corrente di 0,45A, infatti applicando la legge di Ohm:

I=V/R → I=4,5/10 → I=0,45A o se volete 450mA.

Applicando la legge di Ohm nei diversi modi, possiamo pure calcolarci gli altri valori, ammettiamo ad esempio che noi non conoscessimo il valore della resistenza, sappiamo solo che la batteria è da 4,5V e abbiamo letto sul nostro multimetro che scorre una corrente di 0,45A, possiamo applicare la formula inversa per calcolarci il valore della resistenza:

R=V/I → R=4,5/0,45 → R=10 Ohm

allo stesso modo se per esempio non conoscessimo il valore della batteria, ma avessimo solo la lettura del nostro multimetro, e il valore della resistenza, applicando ancora la legge di ohm possiamo calcolarci il valore di tensione della batteria:

V=RxI → V=10x0,45 → V=4,5v.

Se proviamo a sostituire il resistore da 10 Ohm, con un resistore 10 volte più grande ovvero 100 ohm, ed effettuiamo nuovamente la lettura con il multimetro in modalità amperometro, leggeremo una corrente circolante di 0,045A.

Ohm

La corrente circolante è notevolmente diminuita, utilizzando un resistore 10 volte più grande, otteniamo una corrente 10 volte più piccola, d'altronde oramai che siamo diventati esperti sulla legge di Ohm, possiamo calcolarci che 4.5/100=0.045A o se preferite 45mA

Si dice quindi che il resistore assorbe corrente dalla batteria, se avessimo una batteria con una capacità di 900mAh e utilizzassimo questo ultimo schema che fa scorrere nel circuito, e quindi assorbe dalla batteria 45mA, potremmo pure calcolarci che la batteria avrebbe una autonomia di 900/45=20 ore.

Il nostro resistore sta scaricando la batteria, quindi sta consumando energia, questa energia consumata nell'unita di tempo, prende il nome di potenza, e viene misurata in Watt (W)

Viene logico pensare, che più corrente viene assorbita, e più potenza viene consumata, infatti il fisico tedesco Georg Simon Ohm, oltre ad aver stabilito che V=RxI, ha pure stabilito che P=VxI dove P indica ovviamente la potenza.

A questo punto sapendo che il nostro circuito è alimentato a 4,5v e il nostro resistore assorbe 0,045A, possiamo pure calcolarci la potenza consumata dal resistore:

P=VxI → P=4,5x0,045 → P=0,2025w

Ora ammettiamo di non avere un multimetro, e di non poter effettuare nessuna misura, conosciamo quindi solo il valore della batteria 4,5v e il valore della resistenza 100 O.
Sapendo che P=VxI e sapendo pure che V=RxI allora possiamo pure scrivere che P=(RxI)xI ovvero:

P=RxI² → P=100x0,045² → P=0,2025w

Come per la prima legge di ohm, anche qua possiamo scrivere che se P=VxI allora I=P/V e V=P/I
Esempio abbiamo una lampadina in casa da 55W, sappiamo che è alimentata a 220v, possiamo tranquillamente calcolarci la corrente che scorre nei fili:

I=P/V → I=55/220 → I=0,25A

o ancora abbiamo un forno elettrico che consuma 2200W, e ovviamente funziona a 220v

I=P/V → I=2200/220 → I=10A

Adesso che abbiamo imparato la legge di Ohm, siamo in grado di effettuare svariati calcoli.
Esempio abbiamo una batteria tipo quelle delle automobili 12v 55Ah, e abbiamo ad essa collegato una lampadina tipo quella dei fari auto 12v 60W.

Batteria

Colleghiamo la lampadina alla batteria, e questa quasi magicamente si accende, ma noi che ora conosciamo la legge di Ohm, possiamo velocemente calcolare che questa lampadina assorbe una corrente di:

I=P/V → I=60/12 → I=5A

A questo punto dato che sappiamo che la lampadina assorbe 5A, e la nostra batteria è da 55Ah, possiamo pure calcolarci l'autonomia della batteria 55/5=11 ore, praticamente se dimenticate accesi i fari dell'auto, sapete cosa succede, calcolando che poi ogni automobile ha 2 fari, l'assorbimento sarebbe doppio ovvero 10A, e di conseguenza l'autonoma la metà 5,5ore.


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