Esempi di domande che trattano la resistenza ohmica e non ohmica
preliminare
La resistenza nei circuiti elettrici è un concetto fondamentale, essenziale per la comprensione dell'elettrotecnica e dell'elettronica. La resistenza determina la quantità di corrente che fluisce attraverso un componente quando ad esso viene applicata una tensione. In fisica si distinguono due tipi principali di resistenza: la resistenza ohmica e la resistenza non ohmica. Questo articolo fornirà una spiegazione dettagliata di entrambi i tipi di resistenza, corredata da diversi esempi e discussioni per approfondire la comprensione.
Resistenza ohmica
La resistenza ohmica è una resistenza che obbedisce alla legge di Ohm, la quale afferma che la corrente che scorre attraverso un conduttore tra due punti è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale tra questi due punti. Matematicamente, questa legge può essere scritta come:
"matematica
V = IR
“`
Giorno:
– V è la tensione (Volt)
– I è la corrente (Ampere)
– R è la resistenza (Ohm)
I componenti con resistenza ohmica presentano solitamente un grafico che rappresenta la relazione tra corrente e tensione sotto forma di linea retta.
Esempi di domande sulla resistenza ohmica
Domanda 1: Un resistore con una resistenza di 10 Ohm è collegato a una tensione di 5 Volt. Calcolare la corrente che scorre attraverso il resistore.
Discussione:
Utilizzando la legge di Ohm:
\[ V = IR \]
E 'noto:
– V = 5 Volt
– R = 10 Ohm
COSÌ:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{5}{10} = 0,5 \, \text{Ampere} \]
Pertanto, la corrente che attraversa il resistore è di 0,5 Ampere.
Esempio di domanda 2: Resistenza ohmica nei circuiti in parallelo
Domanda 2: Due resistori, ciascuno con una resistenza di 4 Ohm e 6 Ohm, sono collegati in parallelo e poi collegati a una sorgente di tensione di 12 Volt. Calcolare la corrente totale che scorre nel circuito.
Discussione:
In un circuito parallelo, la tensione ai capi di ciascun resistore è la stessa:
– V = 12 Volt
Per ottenere la corrente totale, dobbiamo prima calcolare la corrente che attraversa ciascun resistore utilizzando la legge di Ohm, quindi sommarle.
1. Corrente nel resistore da 4 Ohm:
\[ I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{12}{4} = 3 \, \text{Ampere} \]
2. Corrente nel resistore da 6 Ohm:
\[ I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{12}{6} = 2 \, \text{Ampere} \]
La corrente totale nel circuito è:
\[ I_{totale} = I_1 + I_2 = 3 + 2 = 5 \, \text{Ampere} \]
Pertanto, la corrente totale che scorre nel circuito è di 5 Ampere.
Resistenza non ohmica
La resistenza non ohmica è una resistenza che non obbedisce alla legge di Ohm. Nei componenti con resistenza non ohmica, la relazione tra tensione e corrente non è lineare e può dipendere da diversi altri fattori come la temperatura, la frequenza o il campo elettrico. Alcuni esempi sono le lampade a incandescenza, i diodi e i transistor.
Esempi di domande sulla resistenza non ohmica
Domanda 3: Un diodo ideale è collegato a una tensione diretta di 0.7 Volt. Se si considera che la resistenza del diodo ideale è molto piccola, quale corrente scorrerà quando viene applicata questa tensione?
Discussione:
In un diodo ideale, quando polarizzato direttamente, il diodo permette il passaggio di corrente con una resistenza minima. Pertanto, la corrente che scorre è determinata dalla sua resistenza, che è praticamente nulla. Nel caso ideale, questa resistenza è così piccola che la corrente è limitata solo dalla capacità del generatore di tensione.
Poiché il diodo è ideale, la corrente può essere molto elevata, avvicinandosi alla capacità del generatore di tensione e del circuito ad esso collegato. Tuttavia, nelle applicazioni pratiche, la resistenza degli altri circuiti e i limiti di capacità del generatore di tensione determineranno in modo più realistico la corrente effettiva.
Se una sorgente di tensione può fornire corrente illimitata, si può presumere che la corrente che la attraversa sia molto elevata, ma realisticamente ciò è meno plausibile senza determinare il limite di corrente in base alla capacità della sorgente.
Esempio di domanda 4: Resistenza non ohmica nelle lampade a incandescenza
Domanda 4: Una lampada a incandescenza ha proprietà non ohmiche con una tensione nominale di 220 Volt e un consumo di potenza di 100 Watt. Calcolare la resistenza della lampada quando è accesa in base alla potenza e alla tensione nominali.
Discussione:
E 'noto:
– V = 220 Volt
– P = 100 Watt
Utilizzando la formula della potenza elettrica,
\[ P = VI \]
Quindi la corrente che scorre:
\[ I = \frac{P}{V} = \frac{100}{220} \approx 0.455 \, \text{Ampere} \]
Successivamente, utilizzando la legge di Ohm,
\[ R = \frac{V}{I} = \frac{220}{0.455} \approx 484 \, \text{Ohm} \]
Pertanto, la resistenza di una lampada a incandescenza accesa con la potenza e la tensione nominali è di circa 484 Ohm.
conclusione
Comprendere la differenza tra resistenza ohmica e non ohmica è fondamentale nell'analisi dei circuiti elettrici. La resistenza ohmica obbedisce alla legge di Ohm, con una relazione lineare tra tensione e corrente, mentre la resistenza non ohmica è non lineare e può essere influenzata da diversi altri fattori. Grazie ai vari esempi e alle discussioni presentate in precedenza, possiamo comprendere meglio il funzionamento di questi due tipi di resistenza e come calcolare corrente, tensione e resistenza in un circuito elettrico.
La conoscenza della resistenza ohmica e non ohmica è molto utile, soprattutto per chi lavora nell'ingegneria elettrica o elettronica, perché aiuta a progettare e analizzare i circuiti in modo più efficace ed efficiente.
