Calcolatore della Legge di Ohm - Calcola Tensione, Corrente e Resistenza

Un calcolatore della legge di Ohm determina la tensione, la corrente o la resistenza in un circuito elettrico quando si conoscono gli altri due valori. Applica la legge di Ohm, una regola che collega queste tre grandezze: la tensione è uguale alla corrente moltiplicata per la resistenza, ossia V = I × R.

Significato di tensione, corrente e resistenza

La tensione (V) è la spinta elettrica che muove gli elettroni attraverso un circuito. Si misura in volt.

La corrente (I) è la velocità con cui gli elettroni fluiscono oltre un punto del circuito. Si misura in ampere, spesso abbreviati in A.

La resistenza (R) indica quanto un materiale si oppone al flusso di corrente. Si misura in ohm (Ω).

Un confronto comune usa l'acqua in un tubo. La tensione è simile alla pressione dell'acqua. La corrente è simile alla portata. La resistenza è simile a quanto è stretto il tubo. Una pressione maggiore o un tubo più largo aumentano il flusso. Un restringimento maggiore lo riduce.

Formula della legge di Ohm

La formula di base è:

V = I × R

Altre due forme si ottengono riordinandola:

I = V ÷ R

R = V ÷ I

Tutte e tre le formule descrivono la stessa relazione. Quale usare dipende dal valore mancante.

Come calcolare la tensione

Moltiplicare la corrente per la resistenza.

V = I × R

Esempio: un circuito ha una corrente di 2 A e una resistenza di 5 Ω. V = 2 × 5 = 10 V

Come calcolare la corrente

Dividere la tensione per la resistenza.

I = V ÷ R

Esempio: un circuito ha una tensione di 12 V e una resistenza di 4 Ω. I = 12 ÷ 4 = 3 A

Come calcolare la resistenza

Dividere la tensione per la corrente.

R = V ÷ I

Esempio: un circuito ha una tensione di 9 V e una corrente di 3 A. R = 9 ÷ 3 = 3 Ω

Esempio: dimensionamento di un resistore per un LED

Una batteria da 9 V alimenta un LED che richiede una corrente di 20 mA (0,02 A) e ha una caduta di tensione diretta di 2 V. Il resistore in serie al LED deve assorbire la tensione rimanente.

Tensione ai capi del resistore: 9 V − 2 V = 7 V

Resistenza necessaria: R = 7 ÷ 0,02 = 350 Ω

Poiché 350 Ω non è un valore standard per un resistore, chi lo realizza sceglierebbe il valore comune più vicino, ad esempio 330 Ω o 390 Ω.

Come usare il calcolatore

Il calcolatore ha tre campi: Tensione (V), Corrente (I) e Resistenza (R). L'utente ne compila esattamente due e lascia vuoto il terzo. Il calcolatore determina il valore mancante, lo arrotonda a due cifre decimali e mostra la formula utilizzata.

La compilazione di tutti e tre i campi, o di meno di due, genera un errore che richiede esattamente due valori. I numeri negativi vengono rifiutati, poiché qui tensione, corrente e resistenza sono trattate come grandezze maggiori o uguali a zero. Anche tutto ciò che non è un numero semplice, come il testo o una cifra troppo grande da rappresentare, viene rifiutato allo stesso modo. Se i due valori inseriti causerebbero una divisione per zero, ad esempio calcolando la corrente con una resistenza di 0 Ω, il calcolatore mostra un errore invece di un risultato non definito.

Limiti della legge di Ohm

La legge di Ohm si applica ai materiali ohmici: conduttori, come la maggior parte dei fili metallici e dei resistori, nei quali la corrente aumenta in proporzione diretta alla tensione. Non si applica direttamente a componenti come diodi, LED o transistor, perché la loro corrente non aumenta linearmente con la tensione.

La legge presuppone inoltre una temperatura costante, poiché la resistenza di molti materiali cambia quando si riscaldano. Nei circuiti a corrente alternata (CA), gli ingegneri usano l'impedenza invece della semplice resistenza, poiché condensatori e induttori aggiungono effetti che dipendono dalla frequenza.

Cenni storici

Georg Simon Ohm (1789–1854), fisico tedesco, pubblicò questa relazione nel 1827 dopo aver misurato come cambiava la corrente in fili di diversa lunghezza e di materiali differenti. All'inizio altri scienziati misero in dubbio i suoi risultati. In seguito la Royal Society riconobbe il suo lavoro conferendogli la Medaglia Copley nel 1841. Nel 1881, un congresso internazionale di ingegneri elettrici chiamò ohm l'unità di resistenza in suo onore.

Domande frequenti

Che cos'è la legge di Ohm in termini semplici?

È la regola secondo cui la tensione è uguale alla corrente moltiplicata per la resistenza: V = I × R. Aumentare la tensione o ridurre la resistenza aumenta la corrente.

Quali sono le tre formule della legge di Ohm?

V = I × R per la tensione, I = V ÷ R per la corrente e R = V ÷ I per la resistenza. Ognuna è una riorganizzazione della stessa relazione.

Qual è un esempio reale della legge di Ohm?

Il dimensionamento di un resistore per limitare la corrente di un LED. Con un'alimentazione di 5 V, un LED con una caduta di tensione diretta di 2 V e una corrente obiettivo di 20 mA, la resistenza necessaria è (5 − 2) ÷ 0,02 = 150 Ω.

La legge di Ohm funziona nei circuiti a corrente alternata?

Non direttamente. Nei circuiti a corrente alternata si usa l'impedenza invece della semplice resistenza, poiché condensatori e induttori reagiscono in modo diverso a seconda della frequenza della corrente.

La legge di Ohm si applica a ogni componente?

No. Si applica ai materiali ohmici, come i resistori semplici e la maggior parte dei fili. Non si applica a diodi, LED o transistor, poiché la loro corrente non aumenta linearmente con la tensione.

Perché tensione, corrente e resistenza richiedono unità di misura diverse?

Perché misurano grandezze fisiche diverse. I volt misurano la pressione elettrica, gli ampere misurano la portata e gli ohm misurano l'opposizione a tale flusso. Confondere le unità in un calcolo produce una risposta errata anche quando la formula è corretta.