La llei d'Ohm
Ja saps que el voltatge empeny, la resistència frena i la intensitat és el que circula. Però les tres estan relacionades per una fórmula tan útil que té nom propi: la llei d'Ohm.
La fórmula: V = I·R
Al laboratori connectem un fil metàl·lic a diverses piles i anotem: a $1{,}5\ \text{V}$ circulen $0{,}25\ \text{A}$; a $3\ \text{V}$ passen $0{,}50\ \text{A}$; a $4{,}5\ \text{V}$ es mesuren $0{,}75\ \text{A}$. En dividir cada voltatge entre el seu corrent, el resultat és sempre $6$. Quina llei matemàtica universal relaciona l'empenta de la pila amb el corrent que aconsegueix circular?
D'aquesta mateixa igualtat es poden aïllar les altres dues magnituds:
$$I = \frac{V}{R} \qquad\qquad R = \frac{V}{I}$$Escriu la fórmula de la llei d'Ohm i assenyala quina magnitud representa cada lletra, indicant la unitat en què es mesura cadascuna.
Escriu la fórmula de la llei d'Ohm i assenyala quina magnitud representa cada lletra, indicant la unitat en què es mesura cadascuna.
Per una resistència de $5\ \Omega$ circula un corrent de $2\ \text{A}$. Quin voltatge hi ha entre els seus extrems?
Per una resistència de $5\ \Omega$ circula un corrent de $2\ \text{A}$. Quin voltatge hi ha entre els seus extrems?
Una bombeta de $6\ \Omega$ es connecta a una pila de $12\ \text{V}$. Quina intensitat la travessa?
Una bombeta de $6\ \Omega$ es connecta a una pila de $12\ \text{V}$. Quina intensitat la travessa?
Calcular voltatge, intensitat o resistència
Segons la dada que falti, fem servir una de les tres formes de la fórmula. Juga amb l'interactiu i fixa't en com canvia la llum de les bombetes en moure els lliscadors.
En connectar el motor d'un vaixell de joguina a una pila de $9\ \text{V}$, passa per ell un corrent de $3\ \text{A}$. Quina és la resistència del motor?
En connectar el motor d'un vaixell de joguina a una pila de $9\ \text{V}$, passa per ell un corrent de $3\ \text{A}$. Quina és la resistència del motor?
Una bombeta de $300\ \Omega$ es connecta a una pila de $9\ \text{V}$. Calcula la intensitat que la travessa i expressa el resultat en amperes i en mil·liamperes.
Una bombeta de $300\ \Omega$ es connecta a una pila de $9\ \text{V}$. Calcula la intensitat que la travessa i expressa el resultat en amperes i en mil·liamperes.
Pel brunzidor d'un timbre, connectat a $4,5\ \text{V}$, circulen $300\ \text{mA}$. a) Expressa aquesta intensitat en amperes. b) Calcula la resistència del brunzidor.
Pel brunzidor d'un timbre, connectat a $4,5\ \text{V}$, circulen $300\ \text{mA}$.
- a) Expressa aquesta intensitat en amperes.
- b) Calcula la resistència del brunzidor.
Què passa si canvio el voltatge o la resistència
Un circuit té una pila de $6\ \text{V}$ i una resistència de $3\ \Omega$. a) Calcula la intensitat que circula. b) Si canviem la resistència per una de $6\ \Omega$,…
Un circuit té una pila de $6\ \text{V}$ i una resistència de $3\ \Omega$.
- a) Calcula la intensitat que circula.
- b) Si canviem la resistència per una de $6\ \Omega$, quina és ara la intensitat?
- c) Explica què li passa al corrent quan la resistència es fa el doble mantenint la mateixa pila.
Amb una pila de $5\ \text{V}$ connectada a una resistència de $10\ \Omega$ circula un cert corrent. a) Calcula-la. b) Quina intensitat circularia amb una pila de…
Amb una pila de $5\ \text{V}$ connectada a una resistència de $10\ \Omega$ circula un cert corrent.
- a) Calcula-la.
- b) Quina intensitat circularia amb una pila de $10\ \text{V}$ i la mateixa resistència?
- c) Com canvia el corrent en duplicar el voltatge? Relaciona-ho amb la llei d'Ohm.
L'Andrea diu: «Si dupliquem el voltatge, la intensitat també es duplica». En Bruno respon: «No, es fa la meitat». a) Qui té raó si la resistència no canvia? b)…
L'Andrea diu: «Si dupliquem el voltatge, la intensitat també es duplica». En Bruno respon: «No, es fa la meitat».
- a) Qui té raó si la resistència no canvia?
- b) Comprova-ho calculant la intensitat que travessa una resistència de $8\ \Omega$ amb $8\ \text{V}$ i amb $16\ \text{V}$.
- c) Escriu una frase que resumeixi la relació entre voltatge i intensitat segons la llei d'Ohm.
Resistències que no compleixen la llei d'Ohm
Si repetim les mesures anteriors però connectant el filament d'una bombeta clàssica, descobrim que en duplicar el voltatge de $3\ \text{V}$ a $6\ \text{V}$ el corrent no es duplica, sinó que puja molt menys del que s'esperava. Per què en alguns dispositius la relació entre voltatge i intensitat deixa de ser constant?
Mesurem el corrent que travessa una resistència aplicant diferents voltatges, com recull la gràfica: amb $2\ \text{V}$ passen $0,5\ \text{A}$; amb $4\ \text{V}$,…
Mesurem el corrent que travessa una resistència aplicant diferents voltatges, com recull la gràfica: amb $2\ \text{V}$ passen $0,5\ \text{A}$; amb $4\ \text{V}$, $1\ \text{A}$; i amb $6\ \text{V}$, $1,5\ \text{A}$.
- a) Calcula el valor de la resistència en cada mesura.
- b) Què conclous?
- c) Prediu la intensitat que mesurarem si apliquem $12\ \text{V}$.
En un experiment amb una bombeta de filament obtens, com recull la gràfica: amb $2\ \text{V}$ passen $0,5\ \text{A}$; amb $4\ \text{V}$, $0,8\ \text{A}$; i amb…
En un experiment amb una bombeta de filament obtens, com recull la gràfica: amb $2\ \text{V}$ passen $0,5\ \text{A}$; amb $4\ \text{V}$, $0,8\ \text{A}$; i amb $6\ \text{V}$, $1\ \text{A}$.
- a) Calcula la resistència aparent de la bombeta en cada cas.
- b) Compleix la bombeta la llei d'Ohm, és a dir, manté constant la seva resistència?
- c) Sabent que el filament es posa incandescent en brillar, proposa una explicació per al que s'ha observat.
Protegir un circuit amb una resistència
El fil d'una maqueta es fon si per ell circulen més de $2\ \text{A}$, i l'alimentem amb una pila de $12\ \text{V}$. a) Quina resistència mínima ha de tenir el circuit…
El fil d'una maqueta es fon si per ell circulen més de $2\ \text{A}$, i l'alimentem amb una pila de $12\ \text{V}$.
- a) Quina resistència mínima ha de tenir el circuit perquè el fil no es fongui?
- b) Què passa si col·loquem una resistència de $4\ \Omega$? Justifica-ho amb el càlcul.
Un LED de joguina admet com a màxim $0,02\ \text{A}$; si passa més corrent, es crema. El connectem a una pila de $9\ \text{V}$ amb una resistència de protecció en el…
Un LED de joguina admet com a màxim $0,02\ \text{A}$; si passa més corrent, es crema. El connectem a una pila de $9\ \text{V}$ amb una resistència de protecció en el mateix camí, com es mostra a la figura.
- a) Quin valor mínim ha de tenir aquesta resistència?
- b) Què passaria si connectéssim el LED directament a la pila, sense resistència? Explica-ho fent servir la llei d'Ohm.
Una resistència desconeguda es connecta a una pila de $24\ \text{V}$ i l'amperímetre marca $1,5\ \text{A}$, com es mostra a la figura. a) Calcula el valor de la…
Una resistència desconeguda es connecta a una pila de $24\ \text{V}$ i l'amperímetre marca $1,5\ \text{A}$, com es mostra a la figura.
- a) Calcula el valor de la resistència.
- b) Què marcaria l'amperímetre si la canviéssim a una pila de $8\ \text{V}$?
- c) Tornem a la pila de $24\ \text{V}$ i col·loquem una segona resistència idèntica a continuació de la primera, pel mateix camí. Raona què passa amb la resistència total i calcula la nova intensitat.