Fisica 5 °G anno scolastico 2006/2007

LEGGE DI OHM

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Circuiti elettrici

Consideriamo un circuito elettrico costituito da un filo percorso da corrente elettrica continua.

La corrente è generata da un generatore di tensione con i poli + e - connessi alle estremità del filo.

Nel filo condittore gli elettroni si muovono liberamente respinti dal polo negativo ed attirati dal polo positivo.

Definiremo intensità di corrente I= Q/T ossia la quantità di corrente che fluisce attraverso una superficie del filo stesso nell'unità di tempo e la misureremo in Ampère (A).

La capacità del filo di rallentare il moto degli elettroni la assoceremo al concetto di resistenza
(R) misurata in OHM (Ω).

 

Sperimentalmente Ohm ha ricavato il legame che intercorre tra la differenza di potenziale ai capi del circuito e l'intensità di corrente che attraversa un determinato circuito di fili e ha ricavato le seguenti leggi:

PRIMA E SECONDA LEGGE DI OHM

Prima legge di Ohm: L’intensità di corrente nei metalli è determinata dal rapporto tra la differenza di potenziale ΔV applicata ai loro capi e la resistenza R.

I = Δ V / R

Seconda legge di Ohm:La resistenza R di un filo metallico di lunghezza L e sezione S è direttamente proporzionale alla lunghezza L
e inversamente alla superficie S.

R = K (L / S)

Esperimento di laboratorio

Obiettivi: Dimostrare sperimentalmente la seconda legge di Ohm.

Procedimento:Utilizzando un circuito costituito da un generatore di corrente, un filo metallico di diversi materiali e una resistenza abbiamo misurato la variazione della resistenza al variare dell’intensità di corrente. Senza bisogno di dimostrare la I Legge di Ohm (non era questo il nostro proposito) si è ricavata la resistenza media per ogni tipo di misurazione con la quale è stato possibile rendere visibile la correttezza della II° legge.

PRIME RILEVAZIONI

 

I(A)

0,20
0,30
0,40
0,50
0,60

ΔV(V)

0,48
0,73
0,96
1,23
1,48

R(Ω )

2,42
2,43
2,42
2,46
2,46

R media

2,43

11

 

I(A)

0,20
0,30
0,40
0,50
0,60

Δ V(V)

0,11
0,17
0,22
0,280
0,35

R(Ω)

0,55
0,56
0,55
0,56
0,58

R medio

0,56

11

 

INVERSAMENTE PROP. ALLA SEZIONE

I(A)

0,20
0,30
0,40
0,50
0,60

ΔV(V)

0,53
0,82
1,11
1,38
1,66

R(Ω )

2,65
2,73
2,77
2,76
2,77

R medio

2,74

11

I(A)

0,20
0,30
0,40
0,50
0,60

DV(V)

1,06
1,59
2,13
2,66
3,16

R(Ω )

5,3
5,3
5,33
5,32
5,27

R medio

5, 3

1

I(A)

0,02
0,03
0,04
0,05
0,06

DV(V)

0,21
0,30
0,40
0,50
0,61

R(Ω )

10,5
10,01
10,17

R medio

10,13

2

Come si può ben vedere sia dalle tabelle che dal grafico qui sotto riportato
la curva risultante è un’iperbole, il che dimostra una parte della seconda legge di Ohm: la resistenza è inversamente proporzionale alla sezione. Infatti all’aumentare della superficie
la resistenza diminuisce.

3

Asse X - Superficie della sezione in mmqAsse Y - Resistenza in Ω

 

DIRETTAMENTE PROP. ALLA LUNGHEZZA

 

I(A)

0,20
0,30
0,40
0,50
0,60

ΔV(V)

0,35
0,51
0,70
0,88
1,03

R(Ω )

1,75
1,71
1,75
1,76
1,72

R medio

1,74

4

 

14

6

7

8

Come si può ben vedere sia dalle tabelle che dal grafico qui sotto riportato
la curva risultante è una retta
il che dimostra l’altra parte della seconda legge di Ohm: la resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza. Infatti all’aumentare della lunghezza
anche la resistenza aumenta.

9

Asse X- Lunghezza del filo conduttore in cm

Asse Y- Resistenza in Ω