Legge di Ohm e circuiti in corrente continua
Ogni circuito che costruisci — da una semplice torcia a un caricabatterie per telefono — gira sulle stesse tre grandezze: con quanta forza la batteria spinge (tensione), quanta carica scorre di conseguenza (corrente), e quanto fortemente i componenti lungo il percorso resistono a questo flusso (resistenza). Per le parti ohmiche, la legge di Ohm, V = IR, lega queste grandezze con una proporzionalità abbastanza semplice da prevedere il comportamento di un circuito con nient'altro che l'aritmetica di base, e sta alla base di ogni tecnica più avanzata di analisi dei circuiti che segue, dalle reti in serie e in parallelo ai circuiti in corrente alternata usati nell'elettronica reale.
Tensione, corrente e resistenza
La corrente è la velocità di flusso della carica. La resistenza si oppone a quel flusso. Per una resistenza ohmica, raddoppiare la tensione raddoppia la corrente.
Combinazioni serie e parallelo
Le resistenze in serie si sommano direttamente. In parallelo, il reciproco della resistenza equivalente è la somma dei reciproci di ciascun ramo.
La legge di Ohm
In un circuito, la tensione è la spinta elettrica e la corrente è il flusso di carica che produce. La legge di Ohm dice che la corrente in una resistenza è proporzionale alla tensione ai suoi capi — e la resistenza dice quanto forte la resistenza si oppone a quel flusso.
La formula
V = I · R
- V — tensione (V): la spinta elettrica ai capi del componente
- I — corrente (A): il flusso di carica elettrica attraverso il componente
- R — resistenza (Ω): quanto forte il componente si oppone alla corrente
Esempio risolto
Una batteria da 9 V è collegata a una resistenza da 3 Ω. Quanta corrente fluisce?
- V = 9 V
- R = 3 Ω
- I = V / R
- I = 9 V / 3 Ω
I = 3 A
Mettiti alla prova
La stessa batteria da 9 V è collegata a una resistenza più grande da 9 Ω. Quanta corrente fluisce ora?
- 3 A
- Risposta corretta: 1 A
- 81 A
Corretto! I = V / R = 9 V ÷ 9 Ω = 1 A — il triplo della resistenza, un terzo della corrente.
Dove lo vedi
Una torcia si affievolisce gradualmente man mano che la batteria si scarica — meno tensione significa meno spinta, quindi meno corrente alimenta la lampadina, e una luce più debole. La manopola di un dimmer su una luce del soggiorno è la stessa legge con in più una rotella: girandola si aumenta la resistenza nel circuito, e la corrente — e il bagliore — calano di conseguenza.
Errori comuni
L'errore persistente è trattare V, I ed R come tre impostazioni indipendenti — non lo sono: la batteria fissa la tensione, il componente fissa la resistenza, e la corrente è la conseguenza, I = V / R. Sostituisci una resistenza da 3 Ω con una da 9 Ω sulla stessa batteria da 9 V e la corrente scende da 3 A a esattamente 1 A — il triplo della resistenza, un terzo della corrente. Un secondo errore è immaginare che la corrente si indebolisca mentre percorre l'anello; la corrente è un unico valore fissato dall'intero circuito.
Come si collega
Questo è il vocabolario che parla l'intero modulo dei circuiti — la tensione come spinta, la corrente come flusso, la resistenza come opposizione — e ogni regola successiva si riduce a essa. Le leggi di Kirchhoff, subito dopo, prendono questa relazione valida per una singola resistenza e la applicano ai nodi e agli anelli, così i circuiti con rami possono essere risolti invece che soltanto ammirati.