LA LEGGE DI OHM

Cos’è la legge di Ohm – Tensione, Corrente, Resistenza e Potenza

In questo articolo ti parlerò della legge di Ohm.

Capiremo l’importanza di questa legge e delle sue semplici equazioni matematiche.

La legge di Ohm definisce le relazioni tra tensione, corrente e resistenza in un circuito elettrico, elettronico o in una parte di essi.

Vedremo qual è la relazione che c’è tra di loro.

Come al variare di uno di essi sia direttamente o inversamente proporzionato il variare degli altri due.

V, I ed R sono i simboli convenzionalmente e comunemente usati per rappresentare questi tre parametri nelle equazioni elettroniche.

La legge di Ohm definisce le relazioni tra tensione, corrente e resistenza

V per le tensioni espresse in Volt, I per le correnti espresse in Ampere ed R per le resistenze espresse in Ω (Ohm). 

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Come calcolare una tensione

Iniziamo dalla tensione.

La tensione V è uguale al prodotto della corrente I per la resistenza R e cioè:

La legge di Ohm - Come calcolare una tensione

Il valore della tensione V è direttamente proporzionato al variare sia della corrente I che della resistenza R.

Facciamo un piccolo esempio:

supponiamo di conoscere la corrente e la resistenza.

Con una corrente di 3A ed una resistenza di 22Ω, la tensione avrà un valore di:

V = I*R = 3A*22Ω = 66V

Tutto è molto semplice.

La misura della corrente viene espressa anche in milliampere (mA).

Un milliampere equivale ad un millesimo di ampere, cioè:

1 mA = 0,001 A

1 A = 1000 mA

Potrai trovare anche valori di corrente espressi in microampere (µA).

Un microampere è un milionesimo di ampere o anche un millesimo di un milliampere, cioè:

1 µA = 0,001 mA = 0,000001 A

1000 µA = 1 mA = 0,001 A

1 A = 1000 mA = 1.000.000 µA

Per le resistenze potrai trovare valori anche in kilo-ohm (kΩ).

Un kilo-ohm è uguale a 1000Ω.

Un valore della resistenza ancora maggiore è il megaohm (MΩ), che equivale ad un milione di ohm ovvero a 1000 KΩ, cioè:

1 Ω = 0,001 ΚΩ = 0,000001 ΜΩ

1.000 Ω= 1 kΩ = 0,001 MΩ

1.000.000 Ω = 1000 ΚΩ = 1 ΜΩ

Questi parametri sono ormai uno standard.

Per semplificare le conversioni:

– Ogni volta che trovi scritto “Milli”, ricordati che devi dividere per 1.000.

– Ogni volta che trovi “Micro” devi dividere per 1.000.000.

– Ed ogni volta che trovi “Kilo”, devi moltiplicare per 1.000.

– Per “Mega” significa che devi moltiplicare per 1.000.000.

Torniamo ora alla legge di Ohm e facciamo un altro esempio.

Supponiamo che la corrente attraverso un circuito sia di 4.5mA e che la resistenza totale del circuito sia di 7.2 KΩ.

Per comodità di calcolo convertiamo i valori in Ampere e in Ohm.

4.5 mA = 4.5/1000 = 0,0045 A

7.2 KΩ = 7.2x 1000 = 7200 Ω

Ora applichiamo la legge di Ohm per calcolare la tensione:

V = I*R = 0.0045 A * 7200 Ω = 32.4 V

Poiché stiamo dividendo la corrente per 1000 e moltiplicando la resistenza per 1000 possiamo semplificare ed eliminare questi passaggi di conversione e lavorare direttamente in milliampere e in kilo-ohm, ovvero:

V = 4.5 A x 7.2 KΩ = 32.4 V

Come vedi otteniamo lo stesso risultato.

In ogni caso, per semplicità di calcolo, è meglio convertire tutti i valori nelle loro unità, in ampere ed in ohm.

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Come calcolare una corrente

Ora passiamo alla corrente.

Supponiamo di conoscere la tensione e la resistenza e di voler determinare il valore della corrente.

Molto semplice, la formula della legge di Ohm per calcolare la corrente sarà:

V = I*R

V/R = I*R/R

V/R = I

La legge di Ohm - Come calcolare una corrente

La corrente (I) è direttamente proporzionata al variare della tensione ed inversamente proporzionato al variare della resistenza.

Facciamo un esempio, supponiamo che la tensione sia di 25V e la resistenza di 68 KΩ (68.000 Ω).

In questo caso la corrente sarà:

I= V/R = 25V/68.000Ω = 0.0003676A

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Come calcolare una resistenza

Adesso parliamo della resistenza.

Analogamente possiamo scrivere la legge di Ohm in modo da poter calcolare il valore di una resistenza conoscendo il valore della tensione e della corrente:

V = I*R

V/I = IR/I

V/I = R

La legge di Ohm - Come calcolare una resistenza

La resistenza R è direttamente proporzionato al variare della tensione V ed è inversamente proporzionato al variare della corrente I.

Supponiamo, per esempio, che la tensione sia di 12 V e la corrente sia di 42 mA (0,042 A).

Ciò significa che la resistenza del circuito sarà uguale a:

R = V/I = 12V / 0.042A = 285,71Ω

Riassumendo, per calcolare una tensione, una corrente o una resistenza devi tenere sempre presente queste tre semplici equazioni:

Equazioni per calcolare una tensione, una corrente o una resistenza

Le equazioni della legge di Ohm sono quelle più diffuse e utilizzate nei circuiti in c.c. (corrente continua).

Nei circuiti in c.a. (corrente alternata) le cose diventano un po’ più complesse, perché la resistenza varia con la frequenza applicata.

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Come calcolare la potenza

Esiste un altro parametro da considerare.

Il quarto principale parametro nei circuiti elettrici, assieme alla tensione, alla corrente ed alla resistenza è la potenza.

Il suo simbolo convenzionalmente è la P.

Questo parametro ci indica quanto consuma”, in termini di energia elettrica, un qualsiasi apparecchio elettrico o elettronico.

L’unità standard della potenza è il Watt.

La potenza è uguale al prodotto della tensione V per la corrente I e la sua equazione è la seguente:

La legge di Ohm - Come calcolare una potenza

Ad esempio, se abbiamo una tensione di un 1 Volt e la corrente di 1 Ampere la potenza consumata sarà di 1 Watt, ovvero:

P= V*l = 1V*1A = 1 W

Facciamo un altro esempio:

supponiamo di avere una corrente di 250 mA (0.25 A) che attraversa un circuito a 30 V.

La potenza assorbita sarà:

P = V*I = 30V x 0,25A = 7.5W

È possibile combinare la legge di Ohm con l’equazione della potenza.

Per esempio: supponiamo di conoscere la corrente e la resistenza e di voler ricavare la potenza, senza però conoscere la tensione.

A questo punto ti starai chiedendo: ma se conosco la corrente e la resistenza allora posso calcolare la tensione.

Bene.

Attraverso la legge di Ohm ricaviamo la tensione dalla corrente e dalla resistenza:

V = I*R

Possiamo sostituire la formula per il valore di V dall’equazione della potenza:

P = V*I = (I*R)*I = I2*R

La potenza sarà il valore della corrente al quadrato moltiplicato per la resistenza.

Facciamo un altro esempio:

supponiamo che un circuito assorba 12 mA (0,012 A) attraverso una resistenza di 5.5 KΩ (5500 Ω).

Quale sarà la potenza assorbita?

Ecco l’equazione:

P= I2*R = (0,012)2 *5500 = 0,792W

Possiamo anche ricavare prima la tensione:

V = I*R = 0.012A * 5500 Ω = 66 V

e poi applicare l’equazione della potenza:

P = V*I = 66V*0,012A = 0.792 W

Se si vuole ricavare la potenza, senza tener conto della corrente, procediamo in quest’altro modo:

I = V/R

P = V*I = V *V/R = V2/R

Se, per esempio, la tensione è di 15 V e la resistenza del circuito è di 120 kΩ (120.000 Ω), la potenza consumata avrà un valore di:

P=V2/R = 152/120000 = 1.875 mW

Un mW (milliwatt) è uguale ad un millesimo di watt.

L’equazione per ricavare la potenza può anche essere usata all’inverso.

Prendiamo per esempio un comune elettrodomestico alimentato dalla normale tensione di rete a 220 Volt c.a.

L’elettrodomestico porta di solito l’indicazione della potenza consumata, ma non ci indica la corrente assorbita.

La potenza indicata è quella massima ed in condizioni normali di funzionamento.

Vediamo come fare per calcolarla:

P = V*I

P/V = V*I / V

P/V = I

I = P/V

Se l’elettrodomestico consuma 35 Watt la corrente assorbita sarà:

I = P/V = 35W / 220V = 0.159 A

Come hai visto, le equazioni della legge di Ohm, e anche quelle utilizzate per la Potenza, sono molto semplici.

Questa legge e queste equazioni sono fondamentali e sono alla base di ogni circuito elettronico o elettrico.

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