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Che cos'è la legge di Ohm?

11 Novembre 2020 | Tester
Che cos'è la legge di Ohm?
La legge di Ohm è una formula utilizzata per calcolare il rapporto tra tensione, corrente e resistenza all'interno di un circuito elettrico. 

La legge di Ohm indica la formula usata per calcolare il rapporto tra tensione, corrente e resistenza di un circuito elettrico.

Per gli studenti di elettronica, la legge di Ohm (E = IR) è fondamentale quasi quanto l'equazione della relatività di Einstein (E = mc²) per i fisici.

E = I x R

Vale a dire, tensione = corrente x resistenza oppure volt = Ampere x ohm o ancora V = A x Ω.

La legge di ohm, che prende il nome dal fisico Georg Ohm (1789-1854), consente di determinare le unità di misura principali attive nei circuiti:

QuantitàSimbolo
legge di Ohm
Unità di misura
(abbreviazione)
Ruolo nei circuitiSignificato dei simboli:
TensioneEVolt (V)Pressione che attiva il flusso di elettroniE = forza elettromotrice (termine obsoleto)
CorrenteIAmpere, amp (A)Velocità del flusso di elettroniI = intensità
ResistenzaROhm (Ω)Inibitore del flussoΩ = omega, lettera greca

Se almeno due di questi valori sono noti, i tecnici possono usare di nuovo la legge di Ohm per calcolare anche il terzo. È sufficiente modificare la piramide nel modo seguente:

Triangoli dell'equazione

Se si conoscono i valori di tensione (E) e corrente (I) e si desidera conoscere la resistenza (R), rimuovere la R dalla piramide e calcolare l'equazione con gli altri elementi (vedere la prima piramide o quella più a sinistra).

Nota: La resistenza non può essere misurata in un circuito operativo; pertanto, la legge di Ohm è particolarmente utile per calcolarla. Invece di arrestare il circuito per misurare la resistenza, un tecnico può determinare il valore di R utilizzando la variazione della legge di Ohm riportata in precedenza.

Se invece si conoscono i valori di tensione (E) e resistenza (R) e si desidera conoscere la corrente (I), eliminare la I e calcolare i due simboli rimanenti (vedere la piramide centrale).

Se si conoscono i valori di corrente (I) e resistenza (R) e si desidera conoscere la tensione (E), moltiplicare le metà inferiori della piramide (vedere la terza piramide o quella più a desta).

Provare a eseguire qualche calcolo di prova utilizzando circuiti semplici, che includono solo una sorgente di tensione (batteria) e resistenza (luce). In ogni esempio, sono due i valori noti. Utilizzare la legge di Ohm per calcolare il terzo.

Esempio 1: Si conoscono i valori di tensione (E) e resistenza (R).

Che cosa si intende per Ohm

A quanto ammonta la corrente nel circuito?

I = E/R = 12 V/6 Ω = 2 A

Esempio 2: Si conoscono i valori di tensione (E) e corrente (I).

R = Ω

A quanto corrisponde la resistenza generata dalla lampada?

R = E/I = 24 V/6 A = 4 Ω

Esempio 3: Si conoscono i valori di corrente (I) e resistenza (R). A quanto corrisponde la tensione?

Che cosa si intende per Ohm

A quanto ammonta la tensione nel circuito?

E = I x R = (5 A)(8 Ω) = 40 V

Quando Ohm elaborò la sua formula nel 1827, scoprì che la corrente elettrica che attraversa un conduttore è direttamente proporzionale alla tensione applicata ad esso. In altre parole, è necessario un volt di pressione per spingere un Ampere di corrente attraverso un ohm di resistenza.

È possibile utilizzare la legge di Ohm per convalidare:

  • Valori statici relativi ai componenti del circuito
  • Livelli di corrente
  • Tensione di alimentazione
  • Cadute di tensione

Ad esempio, se uno strumento di misura rileva valori di corrente superiori alla norma, significa che:

  • La resistenza è diminuita.
  • La tensione è aumentata, causando una condizione di alta tensione. Potrebbe essersi verificato un problema inerente all'alimentazione o al circuito.

Nei circuiti a corrente continua (DC), una misura di corrente inferiore alla norma significa che:

  • La resistenza del circuito è aumentata. Possibile causa: Collegamenti scadenti o lenti, corrosione e/o componenti danneggiati.
  • La tensione è diminuita.

I carichi di un circuito assorbono corrente elettrica. I carichi possono essere componenti di varia natura: piccoli dispositivi elettrici, computer, apparecchiature domestiche oppure grandi motori. La maggior parte di questi componenti (carichi) è dotata di un'etichetta o di un adesivo informativo. Queste etichette offrono una garanzia di sicurezza e molti valori di riferimento.

I tecnici consultano le etichette presenti sui componenti per acquisire informazioni sulla tensione standard e sui valori della corrente. Se, durante la fase di test, i tecnici rilevassero che dai multimetri digitali o dai multimetri a pinza venissero registrati valori non abituali, potranno utilizzare la legge di Ohm per rilevare quale parte del circuito presenta l'errore. In questo modo, potranno determinare dove si trova il problema.

Informazioni di base sulla scienza dei circuiti

I circuiti sono composti da atomi, come il resto delle cose che ci circondano. Gli atomi sono formati da particelle subatomiche:

  • Protoni (con carica elettrica positiva)
  • Neutroni (senza carica)
  • Elettroni (con carica negativa)

Gli atomi sono legati tra loro grazie alla forza di attrazione che si sviluppa tra il nucleo dell'atomo e gli elettroni del guscio esterno. Quando sono influenzati dalla tensione, gli atomi di un circuito iniziano a muoversi e i loro componenti esercitano un potenziale di attrazione noto come differenza di potenziale. Gli elettroni liberi attratti a vicenda si muovono verso i protoni, creando un flusso di elettroni (corrente). Qualsiasi materiale di un circuito che limita questo flusso è considerato una resistenza.

Riferimento: Digital Multimeter Principles di Glen A. Mazur, American Technical Publishers.