Capiscendu a Legge d'Ohm
Studiate ancu u materiale nantu à l'esempii di dumande di a lege d'Ohm è a discussione di e dumande di a lege d'Ohm.
In quasi tutti i cunduttori metallichi, campu elettricu proporzionale à densità di corrente elettrica, induve u rapportu trà u campu elettricu è a densità di corrente elettrica hè custante. Espressu matematicamente per mezu di l'equazione:
ρ = E / J
Descrizzione: E = campu elettricu, ρ = resistività, J = densità di corrente elettrica.
A custante di prupurziunalità ρ hè chjamata resistenza specifica o resistività, u valore di a quale hè custante è ùn dipende micca da u campu elettricu chì produce a corrente elettrica.
Sè u campu elettricu aumenta, a densità di corrente elettrica aumenta ancu ella, à u cuntrariu, sè u campu elettricu diminuisce, a densità di corrente elettrica diminuisce ancu ella, cusì chì u rapportu trà u campu elettricu è a densità di corrente elettrica hè custante. Questa hè una dichjarazione di a lege d'Ohm . Dunque, l'equazione sopra spiega a lege d'Ohm solu quandu ρ hè custante è indipendente da u campu elettricu. A lege d'Ohm ùn s'applica micca sè u valore di ρ cambia quandu u campu elettricu cambia.
Tuttavia, hè più faciule di misurà u putenziale elettricu (V) chè u campu elettricu (E), è hè ancu più faciule di misurà a corrente elettrica (I) chè a densità di corrente elettrica (J). Dunque, oltre à esse espressa in termini di campu elettricu , densità di corrente elettrica è resistività (ρ), a lege d'Ohm hè ancu espressa in termini di putenziale elettricu , corrente elettrica è resistenza elettrica (R).
Prima, cunsiderate un filu cunduttore chì hà una lunghezza (l), una sezione trasversale (A) è ci hè una differenza di putenziale elettricu (V) trà e duie estremità di u filu. Sè u campu elettricu hè omogeneu, vale à dì u listessu in tuttu u filu, allora a relazione trà u campu elettricu è a differenza di putenziale elettricu hè espressa in l'equazione V = E s ( questa equazione hè stata discussa in u materiale di u putenziale elettricu ). Sè a densità di corrente elettrica hè omogenea, vale à dì a stessa in tuttu u filu, allora a relazione trà a densità di corrente elettrica è a corrente elettrica hè espressa in l'equazione I = JA ( questa equazione hè stata discussa in u materiale di a corrente elettrica ).
Per ottene una equazione chì indica a relazione trà u putenziale elettricu (V), a corrente elettrica (I) è a resistenza elettrica (R), rimpiazzate E è J in l'equazione di resistenza cù E in l'equazione di u putenziale elettricu è J in l'equazione di a corrente elettrica:
Questa hè un'equazione chì spiega a relazione trà u putenziale elettricu (V), a corrente elettrica (I) è a resistenza elettrica (R) in un cunduttore. Basatu annantu à sta equazione, si pò dì chì a resistenza elettrica in un cunduttore hè u rapportu trà a differenza di putenziale elettricu è a corrente elettrica in u cunduttore.
A lege d'Ohm dice chì u rapportu trà a differenza di putenziale elettricu è a corrente elettrica hè una costante. In altre parole, sta equazione spiega a lege d'Ohm solu quandu a resistenza elettrica (R) hè costante. A lege d'Ohm ùn s'applica micca se a resistenza elettrica ùn hè micca costante, vale à dì, varia.
In a derivazione di l'equazione sopra, a resistenza elettrica (R) di un cunduttore hè ancu ligata à a resistenza specifica (ρ), a lunghezza di u cunduttore (l) è l'area di a sezione trasversale (A) di u cunduttore. Matematicamente, questu hè espressu in l'equazione:
Questa equazione hè discussa in più dettagliu in l'articulu nantu à a resistenza elettrica.
Formula di a Legge d'Ohm
A lege d'Ohm hè spiegata da duie equazioni, vale à dì ρ = E/J è R = V/I. Ci vole à nutà chì ste duie equazioni sò equazioni di a lege d'Ohm solu quandu ρ hè custante è R hè custante. Sè ρ è R di un cunduttore cambianu, ste duie equazioni ùn spieganu micca a lege d'Ohm, ma ρ = E/J spiega a resistenza specifica di un cunduttore è R = V/I spiega a resistenza elettrica di un cunduttore.
L'equazione ρ = E/J pò esse scritta cum'è E = ρ J. Quandu ρ hè custante tandu E hè direttamente proporzionale à J, vale à dì chì se E aumenta tandu J aumenta o se E diminuisce tandu J diminuisce.
In listessu modu, l'equazione R = V/I pò esse scritta cum'è V = IR. Quandu R hè custante, V hè direttamente proporzionale à I, vale à dì chì se V aumenta, I aumenta, o se V diminuisce, I diminuisce.
I materiali chì rispettanu a lege d'Ohm sò detti ohmici, mentre chì i materiali chì ùn rispettanu micca a lege d'Ohm sò detti nonohmici. Quasi tutti i cunduttori metallichi sò ohmici, mentre chì parechji altri materiali sò nonohmici.
In i materiali non ohmici, a resistenza elettrica ùn hè micca custante, ma varia secondu a currente è a differenza di putenziale. Questu significa chì se a currente cambia, a resistenza di u materiale cambia ancu ella, è in listessu modu, se a tensione cambia, a resistenza di u materiale cambia ancu ella. Siccome a resistenza elettrica varia, in i materiali non ohmici, a tensione (V) ùn hè micca direttamente proporzionale à a currente (I).
Grafici V, I è R
In i materiali ohmici, u rapportu trà V è I hè custante, rapprisintatu da una linea dritta. Esempi di materiali ohmici sò i cunduttori metallichi. Intantu, in i materiali non ohmici, u rapportu trà V è I ùn hè micca custante, rapprisintatu da una linea curva. Esempi di materiali non ohmici sò i diodi semiconduttori è i transistor.
A lege d'Ohm s'applica solu à i materiali ohmici è micca à tutti i materiali, dunque hè sbagliatu chjamalla una lege cum'è e lege di Newton o altre lege di a fisica. E lege di a fisica s'applicanu in realtà à tutti l'uggetti, micca solu à certi uggetti. Tuttavia, l'usu di a lege d'Ohm hè diventatu una pratica cumuna, dunque hè sempre chjamata lege d'Ohm, basta chì si ricordi chì a lege d'Ohm s'applica solu à l'uggetti ohmici. Oltre à a lege d'Ohm, un altru esempiu di una idea sbagliata cumuna hè l'usu di a lege di u gasu ideale o a lege di Hooke.
