La legge di Ohm è una formula utilizzata per calcolare la relazione tra tensione, corrente e resistenza in un circuito elettrico.
Per gli studenti di elettronica, la Legge di Ohm (E = IR) è fondamentale quanto l’equazione della Relatività di Einstein (E = mc2) è per i fisici.
E = I x R
Quando enunciato, significa tensione = corrente x resistenza, o volt = ampere x ohm, o V = A x Ω.
Chiamato per il fisico tedesco Georg Ohm (1789-1854), la Legge di Ohm indirizzi quantitativi chiave al lavoro in circuiti:
| Quantità | la Legge di Ohm simbolo |
Unità di misura (sigla) |
Ruolo in circuiti | nel caso In cui vi state chiedendo: |
|---|---|---|---|---|
| Tensione | E | Volt (V) | Pressione che attiva il flusso degli elettroni | E = forza elettromotrice (old-school termine) |
| Corrente | I | Ampere, amp (A) | Tasso di flusso di elettroni | I = intensità |
| Resistenza | R | Ohm (Ω) | Flusso inibitore | Ω = lettera greca omega |
Se due di questi valori sono noti, i tecnici sono in grado di riconfigurare la Legge di Ohm per calcolare il terzo. Basta modificare la piramide come segue:
Se conosci la tensione (E) e la corrente (I) e vuoi conoscere la resistenza (R), X-out la R nella piramide e calcola l’equazione rimanente (vedi la prima, o all’estrema sinistra, piramide sopra).
Nota: La resistenza non può essere misurata in un circuito operativo, quindi la Legge di Ohm è particolarmente utile quando deve essere calcolata. Invece di spegnere il circuito per misurare la resistenza, un tecnico può determinare R utilizzando la variazione di cui sopra della legge di Ohm.
Ora, se conosci la tensione (E) e la resistenza (R) e vuoi sapere la corrente (I), X-out I e calcola i restanti due simboli (vedi la piramide centrale sopra).
E se conosci la corrente (I) e la resistenza (R) e vuoi conoscere la tensione (E), moltiplica le metà inferiori della piramide (vedi la terza, o all’estrema destra, piramide sopra).
Prova alcuni calcoli di esempio basati su un semplice circuito in serie, che include solo una fonte di tensione (batteria) e resistenza (luce). Due valori sono noti in ogni esempio. Usa la legge di Ohm per calcolare il terzo.
Esempio 1: Tensione (E) e resistenza (R) sono noti.
Qual è la corrente nel circuito?
I = E/R = 12V/6Ω = 2A
Esempio 2: Tensione (E) e corrente (I) sono note.
Qual è la resistenza creata dalla lampada?
R = E/I = 24V/6A = 4Ω
Esempio 3: La corrente (I) e la resistenza (R) sono note. Qual è la tensione?
Qual è la tensione nel circuito?
E = I x R = (5A)(8Ω) = 40 V
Quando Ohm pubblicò la sua formula nel 1827, la sua scoperta chiave fu che la quantità di corrente elettrica che scorre attraverso un conduttore è direttamente proporzionale alla tensione imposta su di esso. In altre parole, è necessario un volt di pressione per spingere un amplificatore di corrente attraverso un ohm di resistenza.
Cosa convalidare usando la Legge di Ohm
La legge di Ohm può essere utilizzata per convalidare i valori statici dei componenti del circuito, i livelli di corrente, le forniture di tensione e le cadute di tensione. Se, ad esempio, uno strumento di prova rileva una misura di corrente superiore al normale, potrebbe significare che la resistenza è diminuita o che la tensione è aumentata, causando una situazione di alta tensione. Questo potrebbe indicare un problema di alimentazione o circuito.
Nei circuiti in corrente continua (dc), una misurazione della corrente inferiore al normale potrebbe significare che la tensione è diminuita o la resistenza del circuito è aumentata. Le possibili cause di una maggiore resistenza sono connessioni scarse o allentate, corrosione e/o componenti danneggiati.
I carichi all’interno di un circuito assorbono la corrente elettrica. I carichi possono essere qualsiasi tipo di componente: piccoli dispositivi elettrici, computer, elettrodomestici o un grande motore. La maggior parte di questi componenti (carichi) hanno una targhetta o adesivo informativo attaccato. Queste targhette forniscono la certificazione di sicurezza e più numeri di riferimento.
I tecnici fanno riferimento alle targhette sui componenti per apprendere i valori standard di tensione e corrente. Durante i test, se i tecnici scoprono che i valori abituali non si registrano sui loro multimetri digitali o clamp meter, possono utilizzare la legge di Ohm per rilevare quale parte di un circuito sta vacillando e da quella determinare dove potrebbe trovarsi un problema.
La scienza di base dei circuiti
I circuiti, come tutta la materia, sono fatti di atomi. Gli atomi sono costituiti da particelle subatomiche:
- Protoni (con carica elettrica positiva)
- Neutroni (senza carica)
- Elettroni (con carica negativa)
Gli atomi rimangono legati tra loro da forze di attrazione tra il nucleo di un atomo e gli elettroni nel suo guscio esterno. Quando influenzati dalla tensione, gli atomi in un circuito iniziano a riformarsi e i loro componenti esercitano un potenziale di attrazione noto come differenza di potenziale. Gli elettroni sciolti reciprocamente attratti si muovono verso i protoni, creando un flusso di elettroni (corrente). Qualsiasi materiale nel circuito che limita questo flusso è considerato resistenza.