Log In Iscriviti
L'app all-in-one per gli studenti
4.8 • +11K recensioni
Più di 3 milioni di downloads
Free
|
|
Leggi di Ohm

La prima legge di Ohm è una legge molto importante che mette in relazione tre grandezze: tensione, intensità di corrente e resistenza. La seconda legge di Ohm mette invece in relazione la resistenza di un conduttore con la sua resistività. In questo articolo studieremo le leggi di Ohm approfondendo le nostre spiegazioni con alcuni esercizi svolti. Prima di enunciare la…

Content verified by subject matter experts
Free StudySmarter App with over 20 million students
Mockup Schule

Explore our app and discover over 50 million learning materials for free.

Leggi di Ohm

Leggi di Ohm

Salva la spiegazione subito e leggila quando hai tempo libero.

Salva
Illustration

Lerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken

Jetzt kostenlos anmelden

Nie wieder prokastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Jetzt kostenlos anmelden
Illustration

La prima legge di Ohm è una legge molto importante che mette in relazione tre grandezze: tensione, intensità di corrente e resistenza. La seconda legge di Ohm mette invece in relazione la resistenza di un conduttore con la sua resistività. In questo articolo studieremo le leggi di Ohm approfondendo le nostre spiegazioni con alcuni esercizi svolti. Prima di enunciare la prima legge di Ohm, rivedremo alcuni concetti di base sui circuiti elettrici. Iniziamo!

Circuiti elettrici

Un circuito elettrico è un insieme di componenti elettrici collegati da fili conduttori attraverso i quali può passare una corrente elettrica. Una corrente elettrica consiste in elettroni in movimento che scorrono attarverso il conduttore sotto l'influenza di una tensione applicata.

Affinché i componenti elettrici consentano il flusso di carica elettrica, devono essere realizzati con materiali elettricamente conduttivi. Un conduttore è un materiale o un componente elettrico che facilita il flusso di carica (corrente elettrica) in una o più direzioni.

Leggi di Ohm circuito elettrico StudySmarterFig. 1 - Esempio circuito elettrico.

I metalli sono buoni conduttori di elettricità, per questo motivo i circuiti elettrici, come quelli utilizzati nell'elettronica di tutti i giorni, sono realizzati in rame, che è un metallo altamente conduttivo.

Quando si studiano i circuiti elettrici, spesso si fa la distinzione tra conduttori ohmici e conduttori non ohmici.

Un conduttore ohmico è un conduttore che obbedisce alla prima legge di Ohm.

Il grafico tensione/corrente di un conduttore ohmico ha una relazione lineare, cosa che non accade per i conduttori non ohmici come mostrato nella Figura 2.

Leggi Ohm materiali ohmici e non ohmici StudySmarterFig. 2- Grafico della tensione rispetto alla corrente per un materiale ohmico (viola) e per un materiale non ohmico (blu).

Un conduttore non ohmico non obbedisce alla legge di Ohm. La relazione tra tensione e corrente per un conduttore non ohmico è non lineare.

Il comportamento dei conduttori non ohmici non è necessariamente uguale a quello mostrato nella figura precedente. La caratteristica importante è che esiste una relazione non lineare tra corrente e tensione, il che significa che il grafico della tensione rispetto alla corrente non è una linea retta. Alcuni esempi di conduttori non ohmici sono i filamenti delle lampadine o alcuni semiconduttori come i transistor o i diodi.

Alcuni materiali non conducono molto bene l'elettricità. Tali materiali o i componenti elettrici costituiti da tali materiali vengono chiamati isolanti. Gli isolanti possono essere utilizzati per rallentare o arrestare il flusso di carica e vantano una serie di applicazioni reali, come il rivestimento in plastica dei fili elettrici che ci impedisce di ricevere una scossa elettrica.

Tensione

Nei circuiti elettrici la tensione, anche nota come "differenza di potenziale", è generata da una cella o da una batteria che ha un terminale positivo e un terminale negativo. L'unità sua di misura della tensione è il Volt (V).

Intensità di corrente

La corrente elettrica indica il flusso di cariche. L’intensità della corrente elettrica è la quantità di carica che si muove attraverso una superficie in un determinato intervallo di tempo. Il dispositivo che si usa per misurare la corrente in un circuito elettrico si chiama amperometro. L'unità di misura standard della corrente elettrica è l'Ampere (\(\mathrm A\)).

Resistenza

La resistenza è una misura del grado di resistenza dei conduttori al flusso di elettricità e la sua unità di misura è l'Ohm e si indica con \(\Omega\) (\(\ 1 \Omega = \frac{1 \, \mathrm V}{1\, \mathrm A}\)). La resistenza di un conduttore elettrico aumenta con la lunghezza e diminuisce con lo spessore. Oltre a dipendere dalle dimensioni e forma del conduttore, la resistenza dipende anche dal tipo di materiale e dalla tempertura.

Il filo di alluminio ha una resistenza maggiore rispetto al filo di rame della stessa lunghezza e sezione trasversale, quindi il rame è un conduttore migliore dell'alluminio. Tuttavia, un filo di alluminio ha una resistenza minore di un filo di rame di lunghezza quattro volte superiore.

Per aumentare la resistenza elettrica di un circuito elettrico, si può aggiungere un componente chiamato resistore. Un resistore oppone una data resistenza al passaggio di corrente.

Leggi di Ohm resistori con diverse resistenze StudySmarterFig. 3 - Esempi di resistori con diverse resistenze.

Prima legge di Ohm

Siamo ora pronti per enunciare la prima legge di Ohm. Questa legge è empirica e fu formulata nel 1827 dal fisico tedesco Georg Simon Ohm sulla base di esperimenti effettuati su semplici circuiti elettrici contenenti fili di varia lunghezza.

La prima legge di Ohm afferma che la tensione attraverso due punti di un circuito elettrico è direttamente proporzionale alla corrente che passa tra questi due punti. La costante di proporzionalità è pari alla resistenza.

La formula della legge di Ohm è:

\[\Delta V= RI\,,\]

dove \(V\) è la differenza di potenziale (o tensione) ai capi del conduttore, \(i\) è l'intensità di corrente che passa attraverso il conduttore e \(R\) è la resistenza elettrica del conduttore.

\(\Delta V\) e \(i\) sono quindi legate da una relazione lineare che è rappresentata da una retta di coefficiente angolare \(R\) come quella che puoi vedere in Figura 2.

La resistenza \(R\) è, quindi, un valore costante e può essere determinata effettuando una serie di misurazioni di tensione e corrente in un intervallo di valori adeguato prima di tracciare i dati su un grafico e calcolare la pendenza della linea retta.

Seconda legge di Ohm

Come già detto, la resistenza dipende dalle dimensioni e forma del conduttore, dal tipo di materiale e dalla temperatura. Introducendo una grandezza chiamata resistività (\(\rho\)) che rappresenta la tendenza del materiale in questione a opporsi al passaggio di corrente, si può scrivere la seguente relazione, nota come seconda legge di Ohm:

\[ R = \rho \frac{l}{S}\,,\]

dove \(l\) è la lunghezza del resistore e \(S\) la sua sezione trasversale. In altre parole, la resistenza di un conduttore è direttamente proporzionale alla sua lugnhezza, inversamente proporzionale alla sua sezione e dipende dal materiale in questione attraverso il coefficiente \(\rho\).

I valori di resistività \(\rho\) dipendono dal materiale considerato e dalla temperatura. I valori di riferimento sono determinati a una temperatura di \(20 °\mathrm C\). Per esempio, la resistività dell'alluminio in condizioni normali (a 20°C) è \(2{,}7 \times 10^{-8} \mathrm{\Omega} \, \mathrm m\) e quella del rame è \(1{,}6 \times 10^{-8} \mathrm{\Omega} \, \mathrm m\).

Leggi di Ohm: esercizi

Una batteria da \(9 \, \mathrm V\) produce una corrente di \(3 \, \mathrm A\) in un filo. Qual è la resistenza del filo?

Per risolvere questo problema, utilizziamo la prima legge di Ohm:

\[ R = \frac{V}{i} = \frac{9 \, \mathrm V}{3 \, \mathrm A} = 3 \mathrm {\Omega}\,.\]

Dato il seguente circuito elettrico, calcolare la corrente che lo attraversa una volta chiuso l'interruttore.

Leggi di Ohm esempio circuito elettrico StudySmarterFig. 4 - Esempio di circuito elettrico con \(R = 10 \, \mathrm{ \Omega}\) e \(V= 30 \, \mathrm V\).

Come si può vedere nella figura, il circuito elettrico ha una differenza di potenziale di \(30 \, \mathrm V\) tra i suoi terminali e il resistore ha una resistenza di \(10 \, \mathrm{\Omega}\).

Inserendo i dati nella prima legge di Ohm otteniamo l'intensità di corrente:

\[ i = \frac{V}{R} = \frac{30 \, \mathrm V}{10 \, \mathrm{\Omega}} = 3 \, \mathrm A\,.\]

Calcola la resistenza di un filo di alluminio di lunghezza \(1 \,\mathrm m\) e sezione \( 4 \, \mathrm{mm}^2\).

La resistività dell'alluminio in condizioni normali (a \(20°\mathrm C\)) è \(2{,}7 \times 10^{-8} \, \mathrm{\Omega} \, \mathrm m\). Inserendo i dati nella seconda legge di Ohm si ottiene:

\[ R = \rho \frac{l}{S} = 2{,}7 \cdot 10^{-8} \, \mathrm{\Omega} \, \mathrm m \, \frac{1 \, \mathrm m}{4 \times 10^{-6} \, \mathrm m^2} = 0{,}675 \times 10^{-2} \, \mathrm{\Omega}\,.\]

Leggi di Ohm - Key takeaways

  • La prima legge di Ohm afferma che la tensione (o differenza di potenziale) V tra due punti di un circuito elettrico è proporzionale all'intensità di corrente che lo attraversa e la costante di proporzionalità è la resistenza: \(V = R i\).
  • Un circuito elettrico è un insieme di componenti elettrici collegati con fili attraverso i quali scorre una carica elettrica.

  • I materiali che non conducono bene l'elettricità sono chiamati isolanti.

  • La tensione è la differenza di potenziale elettrico tra due punti. L'unità di misura standard della tensione è il volt (\(\mathrm V\)).

  • La corrente rappresenta il flusso di carica elettrica e l’intensità della corrente elettrica è la quantità di carica che attraversa la superficie di un conduttore in un determinato intervallo di tempo. L'unità standard della corrente è l'ampere (\(\mathrm A\)).

  • La resistenza è una misura del grado di resistenza dei conduttori al flusso di elettricità e si misura in Ohm (\(\Omega\)).

  • La seconda legge di Ohm afferma che la resistenza di un conduttore è direttamente proporzionale alla sua lunghezza, inversamente proporzionale alla sua sezione e dipende dal materiale in questione attraverso il coefficiente \(\rho\): \( R = \rho \frac{l}{S}\).

Domande frequenti riguardo Leggi di Ohm

La prima legge di Ohm afferma che la tensione (o differenza di potenziale) V tra due punti di un circuito elettrico è proporzionale all'intensità di corrente i che lo attraversa e la costante di proporzionalità è la resistenza :V = Ri.

La seconda legge di Ohm afferma che la resistenza R di un conduttore è direttamente proporzionale alla sua lunghezza l, inversamente proporzionale alla sua sezione S e dipende dal materiale in questione attraverso il coefficiente ρ: R = ρ l/S.

Le leggi di Ohm sono due.

Quiz Finale Leggi di Ohm

Leggi di Ohm Quiz - Teste dein Wissen

Domanda

Un circuito ha una resistenza di 10 Ω e una corrente di 1,5 A. Qual è la tensione che lo attraversa?

Visualizza la risposta

Risposta

15 V

Visualizza la domanda

Domanda

Cosa afferma la prima legge di Ohm?

Visualizza la risposta

Risposta

Afferma che la tensione tra due punti di un circuito elettrico è proporzionale all'intensità di corrente che attraversa il circuito e la costante di proporzionalità è la resistenza.

Visualizza la domanda

Domanda

Quale delle seguenti corrisponde alla prima legge di Ohm?

Visualizza la risposta

Risposta

Tutte le opzioni sono corrette.

Visualizza la domanda

Domanda

Cos'è un conduttore?

Visualizza la risposta

Risposta

Un conduttore è un materiale che facilita il passaggio di corrente.

Visualizza la domanda

Domanda

I metalli sono, in generale, dei buoni conduttori?

Visualizza la risposta

Risposta

Sì, i metalli sono generalmente dei buoni conduttori. Ad esempio, diversi fili conduttori sono fatti in rame.

Visualizza la domanda

Domanda

Come si hiamano i materiali che sono cattivi conduttori di corrente?

Visualizza la risposta

Risposta

Isolanti.

Visualizza la domanda

Domanda

Cos'è un conduttore ohmico?

Visualizza la risposta

Risposta

Un conduttore ohmico è un conduttore che obbedice alla prima legge di Ohm.

Visualizza la domanda

Domanda

In un conduttore non-ohmico, la relazione tra corrente e tensione è ____

Visualizza la risposta

Risposta

Non-lineare.

Visualizza la domanda

Domanda

La corrente elettrica è la quantità di carica che si muove attraverso una superficie in un determinato intervallo di tempo. Vero o falso?

Visualizza la risposta

Risposta

Falso. La corrente elettrica indica il flusso di cariche. L’intensità della corrente elettrica è la quantità di carica che si muove attraverso una superficie in un determinato intervallo di tempo.  

Visualizza la domanda

Domanda

Qual è l'unità di misura standard della corrente elettrica?

Visualizza la risposta

Risposta

Ampere.

Visualizza la domanda

Domanda

La resistenza di un conduttore elettrico aumenta con lo spessore e diminuise con la lunghezza.

Visualizza la risposta

Risposta

Falso. La resistenza di un conduttore elettrico aumenta con la lunghezza e diminuisce con lo spessore. 

Visualizza la domanda

Domanda

La resistenza dipende da: 

Visualizza la risposta

Risposta

Tutte le opzioni sono corrette.

Visualizza la domanda

Domanda

La resistenza è una misura del grado di resistenza dei conduttori al flusso di elettricità. Vero o falso?

Visualizza la risposta

Risposta

Vero.

Visualizza la domanda

Domanda

Qual è l'unità di misura della resistenza?

Visualizza la risposta

Risposta

Ohm.

Visualizza la domanda

Domanda

Cosa afferma la seconda legge di Ohm?

Visualizza la risposta

Risposta

La seconda legge di Ohm afferma che la resistenza di un conduttore è direttamente proporzionale alla sua lunghezza, inversamente proporzionale alla sua sezione e dipende dal materiale in questione attraverso il coefficiente \(\rho\): \( R = \rho \frac{l}{S}\).

Visualizza la domanda

Metti alla prova le tue conoscenze con schede a scelta multipla

Un circuito ha una resistenza di 10 Ω e una corrente di 1,5 A. Qual è la tensione che lo attraversa?

Quale delle seguenti corrisponde alla prima legge di Ohm?

I metalli sono, in generale, dei buoni conduttori?

Avanti
SCOPRI DI PIÙ RIGUARDO Leggi di Ohm
60%

degli utenti non supera il quiz di Leggi di Ohm! Tu lo passeresti?

INIZIA IL QUIZ

How would you like to learn this content?

Creating flashcards
Studying with content from your peer
Taking a short quiz

How would you like to learn this content?

Creating flashcards
Studying with content from your peer
Taking a short quiz

Free fisica cheat sheet!

Everything you need to know on . A perfect summary so you can easily remember everything.

Access cheat sheet

Discover the right content for your subjects

Iscriviti per sottolineare e prendere appunti. É tutto gratis.

Start learning with StudySmarter, the only learning app you need.

Sign up now for free
Illustration