Elettromagnetismo

Prima legge di Ohm: una verifica sperimentale

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La prima legge di Ohm mette in relazione la differenza di potenziale $V$, misurata in volt $\text{ V}$, presente ai due capi di un circuito, l’intensità della corrente elettrica $I$, misurata in ampere $\text{ A}$, che circola in esso, e la resistenza $R$ del conduttore, misurata in ohm $\Omega$. Si tratta delle unità di misura di queste grandezze nel sistema internazionale.

In questo video mostreremo sperimentalmente la validità di questa legge. Ci serviremo del nostro fedele multimetro, in modalità di amperometro (uno strumento in grado di misurare l’intensità di corrente), di un generatore di differenza di potenziale, che possiamo impostare su diversi valori di tensione, e di alcune resistenze. Procediamo nel seguente modo:

  1. Tenendo fisso il valore della resistenza $R$ a $1000 \ \Omega = 1 \text{ k}\Omega$, impostiamo il valore della tensione in successione su $3 \text{ V}$, $6 \text{ V}$ e $12 \text{ V}$: misuriamo un’intensità di corrente, rispettivamente, di $3 \text{ mA}$, $6 \text{ mA}$ e $12 \text{ mA}$. Come si può vedere, sussiste una relazione di proporzionalità diretta tra differenza di potenziale e intensità di corrente.
  2. Proseguiamo l’esperimento, tenendo fissa la differenza di potenziale $V$ a $12 \text{ V}$, cambiamo la resistenza $R$, inserendo nel circuito una resistenza di $1500 \Omega$ o di $500 \Omega$: l’intensità di corrente misurata dall’amperometro è, rispettivamente, $0.8 \text{ mA}$ e $24 \text{ mA}$. Quindi sussiste, tra resistenza e intensità di corrente, una relazione di proporzionalità inversa: all’aumentare dell’una corrisponde la diminuzione dell’altra.

Come si può vedere, in ognuno di questi casi il valore della differenza di potenziale $V$ diviso il valore della resistenza $R$ fornisce quello dell’intensità di corrente $I$, una relazione matematica che può essere condensata in un’unica formula, e quelle a essa equivalenti, che costituiscono la prima legge di Ohm:$$ \frac{V}{I} = R \qquad I\ R = V \qquad I = \frac{V}{R}$$

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