Le leggi di Ohm

1. Le leggi di Ohm Realizzazione a cura del Prof. Francesco Porfido

2. La prima legge di Ohm • La corrente elettrica (I) che scorre in un conduttore è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale elettrico (V) applicata alle sue estremità A e B: • Questa relazione è la legge di Ohm. • La grandezza R, che è il rapporto fra la corrente e la tensione, è chiamata resistenza del conduttore. • La resistenza è l’ostacolo che gli elettroni incontrano durante il loro percorso. • L’inverso della resistenza è chiamata conduttanza (G): • In un grafico intensità/tensione la legge di Ohm è rappresentata da una retta passante per l’origine ed avente pendenza 1/R Georg Ohm (1789– 1854)

3. R A B i Resistenze nei circuiti Simboli circuitali della resistenza: Legge di Ohm: Ricorda ! … La temperatura del conduttore è per ipotesi costante. Vedremo più avanti in che modo essa influenzi il passaggio della corrente elettrica.

4. Maggiore pendenza Minore resistenza Minore pendenza Maggiore resistenza

5. La Resistenza Elettrica (2° legge di Ohm) • La resistenza o resistore è un elemento circuitale costituito da un materiale che può essere attraversato da cariche elettriche. • Il suo valore R dipende dal materiale e dalle dimensioni. • La resistenza è legata alla resistività del materiale (ρ) dalla relazione: dove: A rappresenta la sezione trasversa l la lunghezza del conduttore. • La resistenza si misura in ohm (Ω). • OHMMETRO analogico e digitale: misura le resistenze. • In fisiologia (scienza che studia il funzionamento degli organismi viventi) si usa frequentemente il concetto di conduttanza (G) che è l’inverso della resistenza. • L’unità di misura della conduttanza è il siemens (S). Resistività di vari materiali: Conduttori: Rame, ferro, alluminio  = 10- 8 m Semiconduttori: Germanio, silicio, boro  = da 10- 3 a 10 2 m Isolanti: Vetro, plastica, polistirolo  = 10+15 m

6. Validità della legge di Ohm La densità di corrente J in un materiale è proporzionale al campo elettrico E applicato. La costante di proporzionalità ρ è chiamata resistività. Unità di misura nel sistema SI: ohm per metro = Ω m Un materiale conduttore obbedisce alla legge di Ohm quando la resistività del materiale è indipendente dall’intensità e direzione del campo elettrico applicato. Si parla di conduttori lineari oppure ohmici quando la curva caratteristica I -V è una retta (metalli, vedi a destra), e di conduttori non lineari oppure non ohmici quando tale curva non è una retta (vedi a destra il grafico per un semiconduttore). ohmico non ohmico La resistività, in generale, dipende dalla temperatura. Nei metalli essa varia linearmente (entro un limitato intervallo di T) con la temperatura secondo la legge: dove α è il coefficiente termico della resistività, T0è una temperatura di riferimento (spesso 20 °C) e ρ0 è la resistività a questa temperatura I metalli obbediscono alla legge di Ohm solo quando la temperatura è mantenuta costante durante la misura.

7. Resistività e coefficienti termici per alcuni materiali

8. Vari tipi di resistori Codice colori