ELETTROTECNICA Livello 7 La legge di Ohm Andrea Ros sdb
Livello 7 La legge di Ohm Per tutta la tua vita da elettricista ricorderai la legge di Ohm come uno dei pilastri di tutta la tua professione. Impara bene!
Sezione 1 La resistenza elettrica Richiamiamo i due concetti fondamentali che abbiamo visto finora: tensione elettrica: è la forza che fa muovere gli elettroni lungo un conduttore da un punto a potenziale minore a un punto a potenziale maggiore. corrente elettrica: è il flusso di elettroni che passano attraverso un conduttore. Più la tensione è alta, e maggiore sarà il flusso di cariche che si metterà in moto lungo il conduttore. Immagina il conduttore come la condotta forzata di una centrale idroelettrica, e cioè quel grosso tubo lungo il quale l acqua viene fatta precipitare fino alla turbina. La corrente e l e t t r i c a è i l flu s s o dell acqua, mentre la differenza di potenziale (tensione) rappresenta il dislivello, e cioè la differenza di altitudine tra l inizio e la fine del tubo. Ovviamente maggiore è il dislivello e maggiore sarà anche la corrente che si verrà a generare. La corrente però dipende anche da un altra cosa: sarebbe la stessa cosa avere un tubo del diametro di un metro o uno del diametro di dieci centimetri? Naturalmente no: più stretto è il tubo, più curve e incrostazioni ha, e meno acqua passerà. 2
Allo stesso modo nei circuiti elettrici abbiamo una grandezza chiamata resistenza elettrica, che rappresenta la resistenza che il conduttore oppone al passaggio degli elettroni: in altre parole, più alta è la resistenza del conduttore, e più fatica fanno gli elettroni a passare. Tutto questo può essere detto per mezzo della legge di Ohm: I = V R Leggiamola insieme: essa dice che la corrente sarà... tanto maggiore quanto maggiore è la differenza di potenziale tanto minore quanto maggiore è la resistenza. In altre parole: tensione grande provoca corrente grande resistenza grande provoca corrente piccola N a t u r a l m e n t e c o n l e conoscenze che abbiamo delle formule inverse siamo in grado di ricavare la tensione da corrente e resistenza: V = R I e la resistenza da tensione e corrente: R = V I L unità di misura della resistenza è l ohm, in onore del fisico e matematico tedesco George Simon Alfred Ohm (1789-1854). Il simbolo utilizzato per indicare l ohm è la lettera greca omega maiuscola: Ω Anche il tuo tester è in grado di misurare gli ohm: devi mettere il selettore nella posizione degli Ω e collegare i due puntali alla resistenza che vuoi misurare. 3
Sezione 2 La seconda legge di Ohm Fingi per un attimo di essere un elettrone nella sua folle corsa all interno di un conduttore. Correrai più veloce... in un percorso ordinato o in un percorso pieno di ostacoli? un un percorso largo o in un percorso stretto? in un percorso breve o in un percorso lungo? Se hai risposto a queste domande capirai senza problemi la seconda legge di Ohm: l R=ρ S Materiale Resistività Argento 0,016 Rame 0,017 Oro 0,024 Alluminio 0,028 Tungsteno 0,055 Platino 0,100 Ferro 0,130 Acciaio 0,180 Piombo 0,220 Costantana 0,490 la lettera greca ρ indica la resistività del conduttore e dipende dal tipo di materiale... ad esempio il rame è un ottimo conduttore mentre il ferro non lo è... la lettera elle indica la lunghezza del conduttore (in metri) la lettera S indica l area della sezione del conduttore (in mm 2) La resistenza allora dipenderà dal materiale, aumenterà con la lunghezza del conduttore e sarà più piccola all aumentare della sua sezione. 4
Sezione 3 I codici a colori delle resistenze Uno dei componenti elettronici più utilizzati è il resistore, chiamato dagli amici intimi anche semplicemente resistenza, perché la sua funzione è proprio quella di fare resistenza al passaggio degli elettroni. Il corpo del resistore è contrassegnato da 4 fasce arancione = 3 azzurro = 6 marrone = x10 oro = 5% Questo significa che abbiamo una resistenza di 360 Ω ± 5 %, la quarta fascia infatti rappresenta la tolleranza con cui il resistore è costruito (vedi lezioni di fisica). colorate: per esempio il resistore di questa figura: 5