Fondamenti di elettronica: Legge di Ohm, Potenza, Forza elettromotrice

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4.4.1. Legge di Ohm

La legge di Ohm lega in un'unica formula le grandezze coinvolte in un circuito ossia: tensione (V), corrente (I) e resistenza (R). Ha tre espressioni che sono equivalenti e provengono da semplici operazioni algebriche sulla formula di base:

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Facciamo un esempio pratico per toccare con mano queste grandezze. Applicando una tensione di 220 Volt ad un conduttore di 50 Ohm abbiamo una corrente pari a:

Equazione 4.5. Calcolo della corrente con la legge di Ohm 

Calcolo della corrente con la legge di Ohm



4.4.2. Potenza

In fisica, la potenza è pari al lavoro compiuto da una sorgente di forza quando produce uno spostamento nell'unità di tempo. In altre parole, se immaginiamo di prendere un peso e spostarlo di qualche metro abbiamo compiuto un lavoro che misuriamo come potenza. In elettronica la potenza viene calcolata in modo diverso ma è importante il fatto che in qualsiasi contesto fisico si calcoli la potenza i risultati sono tutti equivalenti. Per immaginare questo fatto pensiamo ad un esempio concreto: un amplificatore che pilota un altoparlante. Per spostare la membrana dell'altoparlante (la quale a sua volta provocherà lo spostamento d'aria) dobbiamo compiere un lavoro che equivale a una potenza. Dunque il nostro amplificatore dovrà sviluppare una potenza elettrica equivalente alla potenza fisica necessaria per mettere in movimento la membrana.

La legge di Ohm può assumere molteplici espressioni oltre alle tre viste in precedenza. Una di queste coinvolge al suo interno la definizione di potenza che viene definita come prodotto della tensione per la corrente e viene misurata in Watt:

Equazione 4.6. Potenza 

Potenza

Sostituendo V o I con le espressioni della legge di Ohm otteniamo:

Equazione 4.7. Legge di Joule 

Legge di Joule

Questa formula prende il nome di Legge di Joule



4.4.3. Forza elettromotrice

Il miglior esempio di forza elettromotrice è dato dalle comuni batterie. Queste sono in grado di fornire ai propri capi una differenza di potenziale costante finché non si esauriscono. Ciò viene realizzato abbinando opportuni elementi chimici all'interno che, venendo in contatto, generano elettroni. Man mano che gli elettroni vengono consumati (abbiamo per esempio messo le pile in una torcia elettrica), i componenti chimici si modificano perdendo progressivamente le loro proprietà. Quando i componenti non sono più in grado di fornire elettroni, la pila è esaurita.

Riassumendo: un elemento (batteria) che fornisce una forza elettromotrice presenta ai suoi capi una tensione costante.










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