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3ª media · Scienze
L'energia · I circuiti elettrici

La legge di Ohm

Sai già che la tensione «spinge», la resistenza «frena» e l'intensità è la corrente che circola. Ma le tre grandezze sono legate da una formula così utile che ha un nome proprio: la legge di Ohm. Con essa potrai capire, per esempio, perché a un LED si mette sempre una resistenza davanti.

La formula: V = R · I

In laboratorio colleghiamo un filo metallico a pile diverse e annotiamo i dati: con $1{,}5\ \text{V}$ passano $0{,}25\ \text{A}$; con $3\ \text{V}$ passano $0{,}50\ \text{A}$; con $4{,}5\ \text{V}$ passano $0{,}75\ \text{A}$. Dividendo ogni tensione per la sua corrente si ottiene sempre $6$. Quale relazione lega la «spinta» della pila alla corrente che riesce a circolare?

Misure del laboratorio: tensione in funzione dell'intensità. I tre punti stanno su una retta per l'origine e il rapporto V / I vale sempre 6 Ω. I (A) V (V) 0,250,50,75 1,534,5 1,5 / 0,25 = 3 / 0,5 = 4,5 / 0,75 = 6 pendenza della retta: R = 6 Ω

I punti stanno su una retta che passa per l'origine: è una proporzionalità diretta, del tipo $y = ax$ che conosci dalla matematica. Qui il coefficiente angolare è proprio la resistenza $R$.

Dalla stessa uguaglianza si ricavano le altre due grandezze:

$$I = \frac{V}{R} \qquad\qquad R = \frac{V}{I}$$
Esercitati★☆☆Da iniziare
Scrivi la formula della legge di Ohm e indica quale grandezza rappresenta ciascuna lettera, specificando l'unità in cui si misura ciascuna.

Scrivi la formula della legge di Ohm e indica quale grandezza rappresenta ciascuna lettera, specificando l'unità in cui si misura ciascuna.

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Esercitati★☆☆Da iniziare
In una resistenza di $5\ \Omega$ circola una corrente di $2\ \text{A}$. Qual è la tensione ai suoi capi?

In una resistenza di $5\ \Omega$ circola una corrente di $2\ \text{A}$. Qual è la tensione ai suoi capi?

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Esercitati★☆☆Da iniziare
Una lampadina da $6\ \Omega$ è collegata a una pila da $12\ \text{V}$. Quale intensità la attraversa?

Una lampadina da $6\ \Omega$ è collegata a una pila da $12\ \text{V}$. Quale intensità la attraversa?

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Calcolare tensione, intensità o resistenza

A seconda del dato che manca si usa una delle tre forme della formula. Prova l'interattivo e osserva come cambiano i valori quando muovi i cursori.

Esercitati★☆☆Da iniziare
Collegando il motore di una barca giocattolo a una pila da $9\ \text{V}$, in esso passa una corrente di $3\ \text{A}$. Qual è la resistenza del motore?

Collegando il motore di una barca giocattolo a una pila da $9\ \text{V}$, in esso passa una corrente di $3\ \text{A}$. Qual è la resistenza del motore?

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Esercitati★★☆Da iniziare
Una lampadina da $300\ \Omega$ è collegata a una pila da $9\ \text{V}$. Calcola l'intensità che la attraversa ed esprimi il risultato in ampere e in milliampere.

Una lampadina da $300\ \Omega$ è collegata a una pila da $9\ \text{V}$. Calcola l'intensità che la attraversa ed esprimi il risultato in ampere e in milliampere.

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Esercitati★★☆Da iniziare
Nel cicalino di un campanello, collegato a $4,5\ \text{V}$, circolano $300\ \text{mA}$. a) Esprimi questa intensità in ampere. b) Calcola la resistenza del cicalino.

Nel cicalino di un campanello, collegato a $4,5\ \text{V}$, circolano $300\ \text{mA}$.

  1. a) Esprimi questa intensità in ampere.
  2. b) Calcola la resistenza del cicalino.
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Che cosa succede se cambio tensione o resistenza

Esercitati★★☆Da iniziare
Un circuito ha una pila da $6\ \text{V}$ e una resistenza di $3\ \Omega$. a) Calcola l'intensità che circola. b) Se sostituiamo la resistenza con una da $6\ \Omega$,…

Un circuito ha una pila da $6\ \text{V}$ e una resistenza di $3\ \Omega$.

  1. a) Calcola l'intensità che circola.
  2. b) Se sostituiamo la resistenza con una da $6\ \Omega$, qual è ora l'intensità?
  3. c) Spiega che cosa succede alla corrente quando la resistenza raddoppia mantenendo la stessa pila.
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Esercitati★★☆Da iniziare
Con una pila da $5\ \text{V}$ collegata a una resistenza di $10\ \Omega$ circola una certa corrente. a) Calcolala. b) Quale intensità circolerebbe con una pila da…

Con una pila da $5\ \text{V}$ collegata a una resistenza di $10\ \Omega$ circola una certa corrente.

  1. a) Calcolala.
  2. b) Quale intensità circolerebbe con una pila da $10\ \text{V}$ e la stessa resistenza?
  3. c) Come cambia la corrente raddoppiando la tensione? Mettilo in relazione con la legge di Ohm.
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Esercitati★★★Da iniziare
Andrea dice: «Se raddoppiamo la tensione, anche l'intensità raddoppia». Bruno risponde: «No, diventa la metà». a) Chi ha ragione se la resistenza non cambia? b)…

Andrea dice: «Se raddoppiamo la tensione, anche l'intensità raddoppia». Bruno risponde: «No, diventa la metà».

  1. a) Chi ha ragione se la resistenza non cambia?
  2. b) Verificalo calcolando l'intensità che attraversa una resistenza di $8\ \Omega$ con $8\ \text{V}$ e con $16\ \text{V}$.
  3. c) Scrivi una frase che riassuma la relazione tra tensione e intensità secondo la legge di Ohm.
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Esercitati★★★Da iniziare
Con una pila da $9\ \text{V}$ misuriamo la corrente per varie resistenze: con $3\ \Omega$ passano $3\ \text{A}$; con $9\ \Omega$, $1\ \text{A}$; e con $18\ \Omega$,…

Con una pila da $9\ \text{V}$ misuriamo la corrente per varie resistenze: con $3\ \Omega$ passano $3\ \text{A}$; con $9\ \Omega$, $1\ \text{A}$; e con $18\ \Omega$, $0,5\ \text{A}$.

  1. a) Verifica che le tre misure rispettano la legge di Ohm.
  2. b) Prevedi l'intensità per una resistenza di $45\ \Omega$.
  3. c) Quale resistenza bisognerebbe collegare perché circolino $0,1\ \text{A}$?
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Resistenze che non rispettano la legge di Ohm

Se ripetiamo le misure con il filamento di una lampadina a incandescenza, scopriamo che passando da $3\ \text{V}$ a $6\ \text{V}$ la corrente non raddoppia: aumenta molto meno del previsto. Perché in certi dispositivi il rapporto tra tensione e intensità non è costante?

Grafico dell'intensità in funzione della tensione: la retta di un resistore ohmico e la curva di una lampadina a filamento, che si appiattisce al crescere della tensione intensità I (A) tensione V (V) 0 resistore: retta I proporzionale a V lampadina: si curva la resistenza aumenta
Esercitati★★★Da iniziare
Misuriamo la corrente che attraversa una resistenza applicando tensioni diverse, come riporta il grafico: con $2\ \text{V}$ passano $0,5\ \text{A}$; con $4\ \text{V}$,…

Misuriamo la corrente che attraversa una resistenza applicando tensioni diverse, come riporta il grafico: con $2\ \text{V}$ passano $0,5\ \text{A}$; con $4\ \text{V}$, $1\ \text{A}$; e con $6\ \text{V}$, $1,5\ \text{A}$.

2468 0,511,5 Tensione (V)Intensità (A) R = ?
  1. a) Calcola il valore della resistenza in ciascuna misura.
  2. b) Che cosa concludi?
  3. c) Prevedi l'intensità che misureremo se applichiamo $12\ \text{V}$.
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Esercitati★★★Da iniziare
In un esperimento con una lampadina a filamento ottieni, come riporta il grafico: con $2\ \text{V}$ passano $0,5\ \text{A}$; con $4\ \text{V}$, $0,8\ \text{A}$; e con…

In un esperimento con una lampadina a filamento ottieni, come riporta il grafico: con $2\ \text{V}$ passano $0,5\ \text{A}$; con $4\ \text{V}$, $0,8\ \text{A}$; e con $6\ \text{V}$, $1\ \text{A}$.

Gráfica de intensidad frente a voltaje en una bombilla de filamento 2 4 6 8 0,5 1 1,5 Tensione (V) Intensità (A)
  1. a) Calcola la resistenza apparente della lampadina in ciascun caso.
  2. b) La lampadina rispetta la legge di Ohm, cioè mantiene costante la sua resistenza?
  3. c) Sapendo che il filamento diventa incandescente quando brilla, proponi una spiegazione di quanto osservato.
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Proteggere un circuito con una resistenza

Schema di un circuito con una pila, una resistenza di protezione e un LED sullo stesso percorso, con il verso convenzionale della corrente R di protezione R pila + − LED verso convenzionale della corrente I
Esercitati★★★Da iniziare
Il filo di un plastico si fonde se in esso circolano più di $2\ \text{A}$, e lo alimentiamo con una pila da $12\ \text{V}$. a) Quale resistenza minima deve avere il…

Il filo di un plastico si fonde se in esso circolano più di $2\ \text{A}$, e lo alimentiamo con una pila da $12\ \text{V}$.

  1. a) Quale resistenza minima deve avere il circuito perché il filo non si fonda?
  2. b) Che cosa succede se inseriamo una resistenza di $4\ \Omega$? Giustificalo con il calcolo.
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Un LED giocattolo ammette al massimo $0,02\ \text{A}$; se passa più corrente, si brucia. Lo colleghiamo a una pila da $9\ \text{V}$ con una resistenza di protezione…

Un LED giocattolo ammette al massimo $0,02\ \text{A}$; se passa più corrente, si brucia. Lo colleghiamo a una pila da $9\ \text{V}$ con una resistenza di protezione sullo stesso percorso, come mostra la figura.

9 VR = ?LED
  1. a) Quale valore minimo deve avere questa resistenza?
  2. b) Che cosa succederebbe se collegassimo il LED direttamente alla pila, senza resistenza? Spiegalo usando la legge di Ohm.
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Esercitati★★★Da iniziare
Una resistenza incognita è collegata a una pila da $24\ \text{V}$ e l'amperometro segna $1,5\ \text{A}$, come mostra la figura. a) Calcola il valore della resistenza. b)…

Una resistenza incognita è collegata a una pila da $24\ \text{V}$ e l'amperometro segna $1,5\ \text{A}$, come mostra la figura.

A 24 VR = ?1,5 A
  1. a) Calcola il valore della resistenza.
  2. b) Che cosa segnerebbe l'amperometro se passassimo a una pila da $8\ \text{V}$?
  3. c) Torniamo alla pila da $24\ \text{V}$ e colleghiamo una seconda resistenza identica di seguito alla prima, sullo stesso percorso. Ragiona su che cosa succede alla resistenza totale e calcola la nuova intensità.
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In sintesi

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