La legge di Ohm è una relazione fondamentale della fisica che descrive la relazione tra la tensione, la corrente e la resistenza in un circuito elettrico. Essa fu formulata dal fisico tedesco Georg Simon Ohm e prende il nome da lui.
La legge di Ohm afferma che la corrente che fluisce
attraverso un circuito è direttamente proporzionale alla tensione applicata e
inversamente proporzionale alla resistenza del circuito. Matematicamente, la legge
di Ohm può essere espressa come:
I = V / R
dove:
- I
rappresenta la corrente in amper (A);
- V
rappresenta la tensione in volt (V);
- R
rappresenta la resistenza in ohm (Ω).
In altre parole, la corrente in un circuito è uguale al
rapporto tra la tensione applicata e la resistenza del circuito. Se la tensione
aumenta, la corrente aumenta se la resistenza rimane costante. Al contrario, se
la resistenza aumenta, la corrente diminuisce se la tensione rimane costante.
La legge di Ohm è valida per circuiti che soddisfano
determinate condizioni, come circuiti costituiti da elementi lineari, come
resistenze, condensatori o induttori, e a temperatura costante. Inoltre, va
notato che la legge di Ohm può essere generalizzata anche per circuiti
complessi che contengono elementi reattivi come condensatori e induttori,
utilizzando l'impedenza al posto della resistenza.
La legge di Ohm è fondamentale nell'analisi dei circuiti
elettrici e viene utilizzata per calcolare la corrente, la tensione o la
resistenza in un circuito, nonché per progettare circuiti elettrici e
selezionare componenti appropriati in base alle specifiche richieste.
Esercizi
Esercizio 1: Calcola la corrente che scorre attraverso una
resistenza di 10 ohm se viene applicata una tensione di 20 volt.
Soluzione: Utilizzando la legge di Ohm, possiamo calcolare
la corrente come I = V / R: I = 20 V / 10 Ω = 2 A Quindi, la corrente che
scorre attraverso la resistenza è di 2 Ampere.
Esercizio 2: Se la corrente che scorre attraverso una
resistenza è di 0.5 Ampere e la resistenza stessa è di 8 ohm, calcola la
tensione applicata.
Soluzione: Utilizzando la legge di Ohm, possiamo calcolare
la tensione come V = I * R: V = 0.5 A * 8 Ω = 4 V Quindi, la tensione applicata
è di 4 Volt.
Esercizio 3: Una resistenza di 100 ohm viene attraversata da
una corrente di 0.2 Ampere. Calcola la potenza dissipata dalla resistenza.
Soluzione: La potenza può essere calcolata utilizzando la
formula P = I^2 * R (potenza = corrente al quadrato * resistenza): P = (0.2
A)^2 * 100 Ω = 0.04 * 100 = 4 Watt Quindi, la potenza dissipata dalla
resistenza è di 4 Watt.
Ricorda che questi sono semplici esercizi per applicare la
legge di Ohm. Puoi creare esercizi più complessi combinando resistenze in serie
o in parallelo, o utilizzando circuiti con elementi reattivi come condensatori
o induttori.
Esercizio 4: In un circuito, una resistenza di 50 ohm e una
resistenza di 30 ohm sono collegate in serie a una batteria di 12 volt. Calcola
la corrente totale che scorre nel circuito.
Soluzione: Per calcolare la corrente totale nel circuito,
possiamo sommare le resistenze in serie per ottenere la resistenza totale e poi
utilizzare la legge di Ohm. La resistenza totale (R_tot) nel circuito in serie
è data dalla somma delle resistenze: R_tot = 50 Ω + 30 Ω = 80 Ω
Utilizzando la legge di Ohm, possiamo calcolare la corrente
totale (I_tot) come: I_tot = V / R_tot = 12 V / 80 Ω = 0.15 A Quindi, la
corrente totale nel circuito è di 0.15 Ampere.
Esercizio 5: In un circuito, una tensione di 24 volt viene
applicata a una resistenza di 12 ohm. Calcola la potenza dissipata dalla
resistenza.
Soluzione: La potenza dissipata (P) può essere calcolata
utilizzando la formula P = V^2 / R (potenza = tensione al quadrato /
resistenza): P = (24 V)^2 / 12 Ω = 576 / 12 = 48 Watt Quindi, la potenza
dissipata dalla resistenza è di 48 Watt.
Esercizio 6: Un circuito contiene una resistenza di 20 ohm e
un condensatore con una reattanza capacitiva di 30 ohm. Se viene applicata una
tensione alternata di 50 volt, calcola la corrente nel circuito.
Soluzione: In questo caso, dobbiamo considerare l'impedenza
totale (Z) del circuito, che tiene conto sia della resistenza che della
reattanza capacitiva del condensatore. L'impedenza totale può essere calcolata
come la radice quadrata della somma dei quadrati della resistenza (R) e della
reattanza capacitiva (Xc):
Z = √(R^2 + Xc^2) = √(20 Ω^2 + 30 Ω^2) ≈ 36.06 Ω
La corrente (I) nel circuito può quindi essere calcolata
utilizzando la legge di Ohm come I = V / Z: I = 50 V / 36.06 Ω ≈ 1.39 A Quindi,
la corrente nel circuito è di circa 1.39 Ampere.
