La legge di Ohm è spesso indicata come la legge fondamentale dell'elettricità. Il famoso fisico tedesco Georg Simon Ohm, che lo scoprì nel 1826, stabilì la relazione tra le principali quantità fisiche di un circuito elettrico: resistenza, tensione e corrente.
Circuito elettrico
Per comprendere meglio il significato della legge di Ohm, è necessario capire come funziona un circuito elettrico.
Che cos'è un circuito elettrico? Questo è il percorso che le particelle caricate elettricamente (elettroni) percorrono in un circuito elettrico.
Affinché esista una corrente in un circuito elettrico, è necessario disporre di un dispositivo che crei e mantenga una differenza di potenziale nelle sezioni del circuito a causa di forze di origine non elettrica. Tale dispositivo è chiamato fonte di corrente costante e forze - forze esterne.
Il circuito elettrico in cui si trova la sorgente di corrente, lo chiamo T circuito elettrico completo. La fonte di alimentazione in un tale circuito svolge approssimativamente la stessa funzione di una pompa che pompa liquido in un sistema idraulico chiuso.
Il circuito elettrico chiuso più semplice è costituito da una fonte e un consumatore di energia elettrica, interconnessi da conduttori.
Parametri del circuito elettrico
Ohm dedusse sperimentalmente la sua famosa legge.
Facciamo un semplice esperimento.
Assembliamo un circuito elettrico, in cui la batteria sarà la fonte di corrente e l'amperometro collegato in serie al circuito come misuratore di corrente. Il carico è una spirale di filo. La tensione verrà misurata utilizzando un voltmetro collegato in parallelo alla spirale. Chiudiamo con utilizzando una chiave, un circuito elettrico e annotare le letture dei dispositivi.
Colleghiamo il secondo con esattamente gli stessi parametri alla prima batteria. Chiudiamo di nuovo il circuito. I dispositivi mostreranno che sia la corrente che la tensione sono raddoppiate.
Se ne aggiungi un'altra uguale a 2 batterie, la corrente triplicherà, anche la tensione triplicherà.
La conclusione è ovvia: la corrente in un conduttore è direttamente proporzionale alla tensione applicata ai capi del conduttore.
Nella nostra esperienza, l'entità della resistenza è rimasta costante. Abbiamo solo cambiato la grandezza della corrente e della tensione sulla sezione del conduttore. Lasciamo solo una batteria. Ma useremo spirali di materiali diversi come carico. Le loro resistenze sono diverse. Collegandoli uno per uno, registreremo anche le letture dei dispositivi. Vedremo che qui è vero il contrario. Maggiore è il valore di resistenza, minore è l'intensità della corrente. La corrente nel circuito è inversamente proporzionale alla resistenza.
Quindi, la nostra esperienza ci ha permesso di stabilire la dipendenza della forza attuale dall'entità della tensione e della resistenza.
L'esperienza di Ohm è stata diversa, ovviamente. A quei tempi, gli amperometri non esistevano e per misurare la forza attuale, Ohm usava una bilancia di torsione di Coulomb. La fonte attuale era un elemento Volta fatto di zinco e rame, che erano in una soluzione di acido cloridrico. I fili di rame sono stati posti in tazze di mercurio. Anche le estremità dei fili della fonte di corrente sono state portate lì. I fili erano della stessa sezione trasversale ma di lunghezze diverse. A causa di ciò, l'entità della resistenza è cambiata. Collegando alternativamente vari fili alla catena, abbiamo osservato l'angolo di rotazione dell'ago magnetico in un equilibrio di torsione. In realtà, non è stata misurata la forza della corrente in sé, ma il cambiamento nell'azione magnetica della corrente dovuto all'inclusione di fili di varie resistenze nel circuito. Om ha chiamato questa "perdita di forza".
Ma in un modo o nell'altro, gli esperimenti dello scienziato gli hanno permesso di derivare la sua famosa legge.
Georg Simon Ohm
Legge di Ohm per un circuito completo
Intanto la formula dedotta dallo stesso Ohm si presentava così:
Questa non è altro che la formula della legge di Ohm per un circuito elettrico completo: "La corrente nel circuito è proporzionale all'EMF agente nel circuito ed è inversamente proporzionale alla somma delle resistenze del circuito esterno e della resistenza interna della sorgente».
Negli esperimenti di Ohm, la quantità X ha mostrato il cambiamento nella grandezza della corrente. Nella formula moderna, corrisponde alla forza attualeio che scorre nella catena. La grandezza un caratterizza le proprietà della sorgente di tensione, che corrisponde alla moderna designazione della forza elettromotrice (EMF) ε ... Il valore della quantitàio dipendeva dalla lunghezza dei conduttori che collegavano gli elementi del circuito elettrico. Questo valore era analogo alla resistenza di un circuito elettrico esternoR ... Parametro B caratterizzato le proprietà dell'intero impianto su cui è stato effettuato l'esperimento. Nella designazione moderna, èR - resistenza interna della sorgente di corrente.
Come viene derivata la moderna formula della legge di Ohm per una catena completa?
L'EMF della sorgente è uguale alla somma delle cadute di tensione sul circuito esterno (tu ) e alla fonte stessa (tu 1 ).
ε = tu + tu 1 .
Legge di Ohm io = tu / R segue che tu = io · R , un tu 1 = io · R .
Sostituendo queste espressioni nella precedente si ottiene:
ε = io R + io r = io (R + r) , dove
Secondo la legge di Ohm, la tensione nel circuito esterno è uguale al prodotto dell'intensità della corrente e della resistenza. U = io R. È sempre inferiore alla fem della sorgente. La differenza è uguale al valore U 1 = io r .
Cosa succede quando una batteria o una batteria ricaricabile è in funzione? Quando la batteria si scarica, la sua resistenza interna aumenta. Pertanto, aumenta U 1 e diminuisce tu .
La legge di Ohm completa si trasforma nella legge di Ohm per una sezione del circuito se i parametri della sorgente vengono rimossi da essa.
Corto circuito
Ma cosa succede se la resistenza del circuito esterno diventa improvvisamente zero? Nella vita di tutti i giorni, possiamo osservarlo se, ad esempio, l'isolamento elettrico dei fili è danneggiato e sono chiusi insieme. C'è un fenomeno chiamato corto circuito... La corrente chiamata corrente di cortocircuito sarà estremamente grande. Questo rilascerà una grande quantità di calore, che può portare a un incendio. Per evitare che ciò accada, nel circuito vengono inseriti dispositivi chiamati fusibili. Sono progettati in modo tale da essere in grado di interrompere il circuito elettrico al momento di un cortocircuito.
Legge di Ohm per la corrente alternata
In un circuito a tensione alternata, oltre alla solita resistenza attiva, si incontra la reattanza (capacità, induttanza).
Per tali catene tu = io · Z , dove Z - impedenza, comprese le componenti attive e reattive.
Ma potenti macchine elettriche e centrali elettriche hanno una grande reattanza. Negli elettrodomestici che ci circondano, il componente reattivo è così piccolo che può essere ignorato e, per i calcoli, usa una semplice forma di scrittura della legge di Ohm:
io = tu / R
Potenza e legge di Ohm
Ohm non solo ha stabilito la relazione tra tensione, corrente e resistenza di un circuito elettrico, ma ha anche derivato un'equazione per determinare la potenza:
P = tu · io = io 2 · R
Come puoi vedere, maggiore è la corrente o la tensione, maggiore è la potenza. Poiché un conduttore o un resistore non è un carico utile, la potenza che cade su di esso è considerata una perdita di potenza. Va a riscaldare il conduttore. E maggiore è la resistenza di un tale conduttore, maggiore è la potenza persa su di esso. Per ridurre la perdita di calore, nel circuito vengono utilizzati conduttori a resistenza inferiore. Questo viene fatto, ad esempio, in potenti installazioni sonore.
Invece di un epilogo
Un piccolo consiglio per chi è confuso e non ricorda la formula della legge di Ohm.
Dividi il triangolo in 3 parti. Inoltre, il modo in cui lo facciamo è del tutto irrilevante. Scriviamo in ciascuno di essi le quantità incluse nella legge di Ohm - come mostrato in figura.
Chiudiamo il valore da trovare. Se i valori rimanenti sono allo stesso livello, devono essere moltiplicati. Se si trovano a livelli diversi, il valore situato sopra deve essere diviso per quello inferiore.
La legge di Ohm è ampiamente utilizzata nella pratica nella progettazione di reti elettriche nella produzione e nella vita di tutti i giorni.
Nel 1826, lo scienziato tedesco Georg Ohm scoprì e descrisse
una legge empirica sulla relazione tra indicatori come intensità di corrente, tensione e caratteristiche di un conduttore in un circuito. Successivamente, con il nome dello scienziato, iniziò a chiamarsi legge di Ohm.
Successivamente si è scoperto che queste caratteristiche non sono altro che la resistenza di un conduttore che sorge nel processo del suo contatto con l'elettricità. Questa è la resistenza esterna (R). Esiste anche una resistenza interna (r) caratteristica della sorgente di corrente.
La legge di Ohm per una sezione di una catena
Secondo la legge di Ohm generalizzata per una certa sezione del circuito, la corrente nella sezione del circuito è direttamente proporzionale alla tensione ai capi della sezione e inversamente proporzionale alla resistenza.
Dove U è la tensione delle estremità della sezione, I è la forza attuale, R è la resistenza del conduttore.
Tenendo conto della formula sopra, è possibile trovare i valori incogniti di U e R eseguendo semplici operazioni matematiche.
Le formule precedenti sono valide solo quando la rete incontra una resistenza.
Legge di Ohm per un circuito chiuso
La forza attuale del circuito completo è uguale all'EMF diviso per la somma delle resistenze delle sezioni omogenee e disomogenee del circuito.
Una rete chiusa ha resistenze sia interne che esterne. Pertanto, le formule di relazione saranno diverse.
Dove E è la forza elettromotrice (EMF), R è la resistenza esterna della sorgente, r è la resistenza interna della sorgente.
Legge di Ohm per una sezione non uniforme di un circuito
Una rete elettrica chiusa contiene sezioni di natura lineare e non lineare. Le aree che non hanno una sorgente corrente e non dipendono da influenze esterne sono lineari e le aree che contengono una sorgente sono non lineari.
La legge di Ohm per una sezione di una rete di natura omogenea è stata esposta sopra. La legge sulla sezione non lineare sarà la seguente:
I = U / R = f1 - f2 + E / R
Dove f1 - f2 è la differenza di potenziale ai punti finali della sezione considerata della rete
R è la resistenza totale della sezione non lineare del circuito
L'EMF della sezione non lineare del circuito può essere maggiore di zero o minore. Se la direzione del movimento della corrente proveniente dalla sorgente con il movimento della corrente nella rete elettrica coincide, prevarrà il movimento delle cariche di natura positiva e l'EMF sarà positivo. Se le direzioni coincidono, il movimento delle cariche negative create dall'EMF aumenterà nella rete.
Legge di Ohm per la corrente alternata
Con la capacità o l'inerzia nella rete, è necessario tenere conto nei calcoli che emettono la loro resistenza, dall'azione della quale la corrente diventa variabile.
La legge di Ohm per la corrente alternata si presenta così:
dove Z è la resistenza lungo l'intera lunghezza della rete elettrica. Si chiama anche impedenza. L'impedenza è costituita da resistenze di natura attiva e reattiva.
La legge di Ohm non è una legge scientifica di base, ma solo una relazione empirica, e in alcune condizioni potrebbe non essere osservata:
- Quando la rete ha un'alta frequenza, il campo elettromagnetico cambia ad alta velocità e l'inerzia dei portatori di carica deve essere presa in considerazione nei calcoli;
- In condizioni di bassa temperatura con sostanze che hanno superconduttività;
- Quando un conduttore è molto riscaldato da una tensione passante, il rapporto tra corrente e tensione diventa variabile e può non corrispondere alla legge generale;
- Quando sotto conduttore ad alta tensione o dielettrico;
- Nelle lampade a LED;
- Nei semiconduttori e nei dispositivi a semiconduttore.
A loro volta, gli elementi ei conduttori che obbediscono alla legge di Ohm sono chiamati ohmici.
La legge di Ohm può fornire una spiegazione per alcuni fenomeni naturali. Ad esempio, quando vediamo uccelli seduti su cavi ad alta tensione, sorge la domanda: perché la corrente elettrica non agisce su di loro? La spiegazione è abbastanza semplice. Gli uccelli, seduti sui fili, sono una specie di guida. La maggior parte della tensione cade sugli spazi tra gli uccelli e la parte che cade sui "conduttori" stessi non rappresenta un pericolo per loro.
Ma questa regola funziona solo con un singolo contatto. Se un uccello tocca un filo o un palo del telegrafo con il becco o l'ala, inevitabilmente morirà per l'enorme quantità di stress che queste aree portano. Tali incidenti si verificano ovunque. Pertanto, per motivi di sicurezza, in alcuni insediamenti vengono installati dispositivi speciali per proteggere gli uccelli da tensioni pericolose. Su tali posatoi, gli uccelli sono completamente al sicuro.
La legge di Ohm è anche ampiamente applicata nella pratica. L'elettricità è mortale per l'uomo solo toccando un filo scoperto. Ma in alcuni casi, la resistenza del corpo umano può essere diversa.
Ad esempio, la pelle secca e intatta è più resistente all'elettricità rispetto a una ferita oa una pelle ricoperta di sudore. A causa del superlavoro, della tensione nervosa e dell'intossicazione, anche con una bassa tensione, una persona può ricevere una forte scossa elettrica.
In media, la resistenza del corpo umano è di 700 ohm, il che significa che una tensione di 35 V è sicura per una persona.Lavorando con l'alta tensione, gli esperti usano.
Assembliamo un circuito elettrico costituito da una sorgente di corrente (che consente di modificare uniformemente la tensione), un amperometro, una spirale di filo di nichel (conduttore), una chiave e un voltmetro collegati in parallelo alla spirale (lo schema di questo circuito è mostrato accanto, il conduttore è convenzionalmente designato come un rettangolo).
Chiudiamo il circuito e annotiamo le letture degli strumenti. Quindi, usando una fonte di corrente, cambieremo senza problemi la tensione (è meglio raddoppiarla). In questo caso, anche la tensione sulla spirale raddoppierà e l'amperometro mostrerà il doppio della forza attuale. Aumentando la tensione \ (3 \) volte, la tensione sulla spirale aumenta di tre volte e l'intensità della corrente aumenta della stessa quantità.
Pertanto, l'esperienza mostra che quante volte aumenta la tensione applicata allo stesso conduttore, l'intensità della corrente in esso aumenta della stessa quantità. In altre parole:
Fai attenzione!
La corrente in un conduttore è direttamente proporzionale alla tensione ai capi del conduttore.
Questa relazione può essere rappresentata graficamente. Si chiama dipendenza della corrente in un conduttore dalla tensione tra le estremità di questo conduttore.
Includendo vari conduttori e un amperometro nel circuito elettrico della sorgente di corrente, si può notare che le letture dell'amperometro sono diverse per conduttori diversi, ad es. la forza attuale in questo circuito è diversa.
Anche i grafici saranno diversi.
Un voltmetro, collegato alternativamente alle estremità di questi conduttori, mostra la stessa tensione. Ciò significa che la corrente nel circuito dipende non solo dalla tensione, ma anche dalle proprietà dei conduttori inclusi nel circuito. La dipendenza dell'intensità di corrente dalle proprietà del conduttore è spiegata dal fatto che conduttori diversi hanno una resistenza elettrica diversa.
Fai attenzione!
La resistenza elettrica è una grandezza fisica. È designato dalla lettera R.
L'unità di resistenza è \ (1 \) ohm- la resistenza di un tale conduttore, in cui alla tensione alle estremità \ (1 \) volt la corrente è \ (1 \) ampere.
In breve, si scrive così: 1 Ohm = 1 V 1 A.
Vengono utilizzate anche altre unità di resistenza: milliohm (mOhm), kilo-ohm (kOhm), mega-ohm (MOhm).
\ (1 \) mΩ = \ (0,001 \) Ohm;
\ (1 \) kOhm = \ (1000 \) Ohm;
\ (1 \) MΩ = \ (1.000.000 \) Ohm.
La ragione della resistenza è la seguente: gli elettroni interagiscono con gli ioni del reticolo cristallino del metallo. In questo caso, il movimento ordinato degli elettroni rallenta e un numero inferiore di essi passa attraverso la sezione trasversale del conduttore in \ (1 \) s. Di conseguenza, anche la carica trasportata dagli elettroni per \ (1 \) s diminuisce, ad es. la forza attuale diminuisce. Quindi, ogni conduttore, per così dire, contrasta la corrente elettrica, le resiste. Così:
Fai attenzione!
La ragione della resistenza è l'interazione degli elettroni in movimento con gli ioni del reticolo cristallino.
Per rispondere alla domanda su come la forza attuale in un circuito dipenda dalla resistenza, passiamo all'esperienza.
La figura mostra un circuito elettrico in cui la sorgente di corrente è una batteria. Questo circuito, a sua volta, include conduttori con diverse resistenze. La tensione alle estremità del conduttore è stata mantenuta costante durante l'esperimento. Questo viene monitorato in base alle letture di un voltmetro. La corrente nel circuito viene misurata con un amperometro. Di seguito sono riportati i risultati degli esperimenti con tre diversi conduttori.
Riassumendo i risultati degli esperimenti, arriviamo alla conclusione che:
Fai attenzione!
La corrente in un conduttore è inversamente proporzionale alla resistenza del conduttore.
La dipendenza dell'intensità della corrente dalla tensione alle estremità della sezione del circuito e dalla resistenza di questa sezione è chiamata legge di Ohm - dallo scienziato tedesco Georg Ohm, che scoprì questa legge nell'anno \ (1827 \).
La legge di Ohm recita così:
La forza della corrente in una sezione del circuito è direttamente proporzionale alla tensione ai capi di questa sezione e inversamente proporzionale alla sua resistenza.
Ed è scritto così:
dove \ (I \) è la corrente nella sezione del circuito, \ (U \) è la tensione in questa sezione, \ (R \) è la resistenza della sezione.
La dipendenza dell'intensità di corrente dalla resistenza del conduttore alla stessa tensione alle sue estremità può essere mostrata graficamente:
Ci sono diversi modi per trovare la resistenza sperimentalmente:
Usando un amperometro e un voltmetro | Usando un ohmmetro |
Dipende dall'entità dell'effetto che la corrente può avere sul conduttore, che si tratti dell'azione termica, chimica o magnetica della corrente. Cioè, regolando la forza della corrente, puoi controllarne l'effetto. La corrente elettrica, a sua volta, è il movimento ordinato di particelle sotto l'influenza di un campo elettrico.
Dipendenza da corrente e tensione
Ovviamente, più forte è il campo che agisce sulle particelle, maggiore sarà la corrente nel circuito. Un campo elettrico è caratterizzato da una grandezza chiamata tensione. Pertanto, arriviamo alla conclusione che la forza della corrente dipende dalla tensione.
In effetti, è stato scoperto sperimentalmente che l'intensità della corrente è direttamente proporzionale alla tensione. Nei casi in cui la tensione nel circuito è stata modificata senza modificare tutti gli altri parametri, la corrente è aumentata o diminuita tante volte quanto è stata modificata la tensione.
Connessione resistenza
Tuttavia, qualsiasi circuito o sezione di un circuito è caratterizzato da un'altra importante grandezza, chiamata resistenza alla corrente elettrica. La resistenza è inversamente proporzionale all'amperaggio. Se, in una qualsiasi sezione del circuito, viene modificato il valore della resistenza senza modificare la tensione alle estremità di questa sezione, cambierà anche l'intensità della corrente. Inoltre, se riduciamo il valore di resistenza, la forza attuale aumenterà della stessa quantità. Viceversa, all'aumentare della resistenza, la corrente diminuisce proporzionalmente.
Formula della legge di Ohm per una sezione di catena
Confrontando queste due dipendenze, si può giungere alla stessa conclusione a cui giunse lo scienziato tedesco Georg Ohm nel 1827. Egli legò insieme le tre grandezze fisiche di cui sopra e ne derivò una legge che prese il suo nome. La legge di Ohm per una sezione di una catena recita:
La forza della corrente in una sezione del circuito è direttamente proporzionale alla tensione ai capi di questa sezione e inversamente proporzionale alla sua resistenza.
dove io è la forza attuale,
U - tensione,
R - resistenza.
Applicazione della legge di Ohm
La legge di Ohm è una delle leggi fondamentali della fisica... La sua scoperta a tempo debito ha permesso di fare un enorme salto nella scienza. Allo stato attuale, è impossibile immaginare uno dei calcoli più elementari delle grandezze elettriche di base per qualsiasi circuito senza l'uso della legge di Ohm. L'idea di questa legge non è solo il destino degli ingegneri elettronici, ma una parte necessaria delle conoscenze di base di qualsiasi persona più o meno istruita. Non c'è da stupirsi che ci sia un detto: "Se non conosci la legge di Ohm, resta a casa."
U = IR e R = U / I
È vero, dovrebbe essere chiaro che nel circuito assemblato, il valore di resistenza di una certa sezione del circuito è un valore costante, quindi, quando cambia l'intensità della corrente, cambierà solo la tensione e viceversa. Per modificare la resistenza di una sezione del circuito, è necessario rimontare il circuito. Il calcolo del valore di resistenza richiesto durante la progettazione e l'assemblaggio di un circuito può essere effettuato secondo la legge di Ohm, in base ai valori assunti della corrente e della tensione che passeranno attraverso questa sezione del circuito.
« Fisica - Grado 10"
Cosa fa muovere le cariche lungo il conduttore?
In che modo un campo elettrico influisce sulle cariche?
Caratteristiche volt-ampere.
Nel paragrafo precedente si diceva che per l'esistenza di una corrente in un conduttore è necessario creare una differenza di potenziale ai suoi capi. La corrente in un conduttore è determinata da questa differenza di potenziale. Maggiore è la differenza di potenziale, maggiore è l'intensità del campo elettrico nel conduttore e, di conseguenza, maggiore è la velocità di moto diretto che acquisiscono le particelle cariche. Ciò significa un aumento dell'amperaggio.
Per ogni conduttore - solido, liquido e gassoso - esiste una certa dipendenza dell'intensità di corrente dalla differenza di potenziale applicata alle estremità del conduttore.
La dipendenza della corrente nel conduttore dalla tensione applicata ad esso si chiama caratteristica corrente-tensione conduttore.
Si trova misurando la corrente in un conduttore a vari valori di tensione. La conoscenza della caratteristica corrente-tensione gioca un ruolo importante nello studio della corrente elettrica.
Legge di Ohm.
La caratteristica volt-ampere dei conduttori metallici e delle soluzioni elettrolitiche ha la forma più semplice. Per la prima volta (per i metalli) è stato stabilito dallo scienziato tedesco Georg Ohm, quindi viene chiamata la dipendenza della forza attuale dalla tensione Legge di Ohm.
Nella sezione del circuito mostrata in Figura 15.3, la corrente è diretta dal punto 1 al punto 2. La differenza di potenziale (tensione) alle estremità del conduttore è uguale a U = φ 1 - φ 2. Poiché la corrente è diretta da sinistra a destra, l'intensità del campo elettrico è diretta nella stessa direzione e 1> φ 2.
Misurando la corrente con un amperometro e la tensione con un voltmetro, puoi assicurarti che la corrente sia direttamente proporzionale alla tensione.
La legge di Ohm per una sezione di una catena
L'intensità di corrente in una sezione del circuito è direttamente proporzionale alla tensione U applicata ad essa e inversamente proporzionale alla resistenza di questa sezione R.
L'uso di strumenti convenzionali per la misura della tensione - voltmetri - si basa sulla legge di Ohm. Il principio del voltmetro è lo stesso di quello dell'amperometro. L'angolo di rotazione della freccia del dispositivo è proporzionale alla forza attuale.
L'intensità della corrente che passa attraverso il voltmetro è determinata dalla tensione tra i punti del circuito a cui è collegato. Pertanto, conoscendo la resistenza del voltmetro, è possibile determinare la tensione in base all'intensità della corrente. In pratica lo strumento viene tarato in modo da mostrare immediatamente la tensione in volt.
Resistenza.
La principale caratteristica elettrica del conduttore è resistenza... La forza della corrente nel conduttore ad una data tensione dipende da questo valore.
La proprietà di un conduttore di limitare la corrente in un circuito, cioè di resistere a una corrente elettrica, si chiama resistenza elettrica del conduttore.
Usando la legge di Ohm (15.3), puoi determinare la resistenza del conduttore:
Per fare ciò, è necessario misurare la tensione alle estremità del conduttore e la corrente al suo interno.
La Figura 15.4 mostra i grafici delle caratteristiche corrente-tensione dei due conduttori. Ovviamente la resistenza del conduttore, che corrisponde al grafico 2, è maggiore della resistenza del conduttore, che corrisponde al grafico 1.
La resistenza del conduttore è indipendente dalla tensione e dalla corrente.
La resistenza dipende dal materiale del conduttore e dalle sue dimensioni geometriche.
La resistenza di un conduttore di lunghezza l con area della sezione trasversale costante S è pari a:
dove è una quantità che dipende dal tipo di sostanza e dal suo stato (principalmente dalla temperatura).
La quantità si chiama resistività del conduttore.
La resistenza specifica del materiale è numericamente uguale alla resistenza di un conduttore realizzato con questo materiale con una lunghezza di 1 m e un'area della sezione trasversale di 1 m 2.
L'unità di resistenza di un conduttore è stabilita in base alla legge di Ohm ed è chiamata ohm.
Un conduttore ha una resistenza di 1 Ohm se, con una differenza di potenziale di 1 V, la corrente al suo interno è 1 A.
L'unità di resistività è 1 Ohm m La resistività dei metalli è bassa. Ma i dielettrici hanno una resistività molto elevata. Ad esempio, la resistività dell'argento è 1,59 10 -8 Ohm m e il vetro è dell'ordine di 10 10 Ohm m Nelle tabelle di ricerca vengono forniti i valori della resistività di alcune sostanze.
Il significato della legge di Ohm.
Dalla legge di Ohm segue che a una data tensione, la corrente in una sezione del circuito è tanto maggiore quanto minore è la resistenza di questa sezione. Se per qualche motivo (violazione dell'isolamento di fili ravvicinati, azioni negligenti quando si lavora con i cavi elettrici, ecc.) la resistenza tra due punti eccitati risulta essere molto piccola, l'intensità della corrente aumenta bruscamente (un cortocircuito si verifica), che può portare al guasto degli apparecchi elettrici e persino a un incendio.
È a causa della legge di Ohm che non si può dire che più alto è il voltaggio, più è pericoloso per una persona. La resistenza del corpo umano può variare notevolmente a seconda delle condizioni (umidità, temperatura ambiente, stato interno di una persona), quindi anche una tensione di 10-20 V può essere pericolosa per la salute e la vita umana. Pertanto, è sempre necessario tenere conto non solo della tensione, ma anche della forza della corrente elettrica. Quando si lavora in un laboratorio fisico, è necessario seguire rigorosamente le regole di sicurezza!
La legge di Ohm è la base per il calcolo dei circuiti elettrici nell'ingegneria elettrica.
