In un precedente articolo abbiamo esaminato la formula di potenza e abbiamo discusso della relazione tra potenza, tensione e corrente. 

Dopo aver esaminato la formula di potenza, ora c'è solo un'altra formula necessaria per aiutare a risolvere quasi tutti i calcoli elettrici, questa è la temuta legge di Ohm. Non ci impegneremo a derivare la formula, ma prenditi un minuto per leggere la seguente discussione scritta ed in video:

Author: Sabino Coppolecchia

Quando apri il rubinetto collegato a un tubo da giardino senza un ugello, vedrai scorrere l'acqua dall'altra estremità. Il flusso di acqua attraverso il tubo è simile al flusso di corrente elettrica - la corrente elettrica è il flusso di elettroni attraverso un filo.

Se ora metti il ​​pollice sull'estremità del tubo flessibile e provi a bloccare il flusso d'acqua, la pressione dell'acqua che senti è come una tensione. La tensione è la pressione che spinge gli elettroni attraverso il filo. Ciò che è interessante è che se il pollice blocca completamente il flusso d'acqua, c'è ancora la pressione dell'acqua (tensione). Avere un ugello all'estremità del tubo e arrestare il flusso d'acqua è come avere una presa di corrente a muro senza niente collegato - non c'è flusso di acqua / corrente, ma la pressione / tensione è ancora lì. Il punto da notare è che la tensione è presente, anche se non c'è corrente che scorre. Un altro esempio di questo è una batteria per auto: ha sempre 12 volt disponibili per qualsiasi filo collegato ad essa, indipendentemente dalla corrente assorbita.

Tornando al tubo da giardino, se ora si sposta il pollice sull'estremità del tubo, è possibile variare la quantità di acqua che fuoriesce. Cioè, variando la resistenza all'acqua, si varia il flusso. Questo è lo stesso in un circuito elettrico: varia la resistenza e il flusso di corrente cambia di conseguenza. Definiamo la resistenza elettrica come "ciò che resiste, blocca, impedisce o limita la corrente che scorre attraverso un circuito". Esempi di resistenza in un circuito sono una lampadina o un apparecchio elettrico.

Se la tensione (pressione dell'acqua) rimane la stessa, il flusso di corrente dipenderà dalla resistenza. Maggiore è la resistenza, minore è il flusso di corrente. Al contrario, minore è la resistenza, maggiore è il flusso di corrente. Questo è come più blocchi l'estremità del tubo più diminuisce il flusso d'acqua, riducendo la resistenza aumenta il flusso d'acqua.

Se la resistenza rimane la stessa, il flusso di corrente può essere aumentato o diminuito aumentando o diminuendo la tensione (pressione dell'acqua).

Georg Simon Ohm

Nel 1827, un tedesco di nome Georg Simon Ohm pubblicò un libro che descriveva il rapporto tra tensione, flusso di corrente e resistenza. Questa relazione è ora conosciuta come Ohms Law. La legge di Ohm afferma che il flusso di corrente è direttamente proporzionale alla tensione e inversamente proporzionale alla resistenza.

Matematicamente, assomiglia a questo:

 Corrente = Tensione / Resistenza

I simboli e le unità di misura per tensione e corrente sono gli stessi della formula di potenza. Nota i termini standard per resistenza.

Pertanto, possiamo scrivere questa formula rapidamente come:

 I = V / R

Un modo popolare per ricordare questa formula e i suoi derivati ​​è il triangolo mostrato qui. Qualunque sia la caratteristica che stai cercando, posiziona il dito per coprirlo e la formula di cui hai bisogno rimane.

Esempio 1: per trovare la tensione di un circuito quando conosci la resistenza e la corrente, posiziona un dito per coprire la “V” e la formula è I x R.

Esempio 2: per trovare la corrente in un circuito quando conosci la tensione e la resistenza, posiziona un dito per coprire l'io e la formula è V / R

Esempio 3: per trovare la resistenza di un circuito quando conosci la tensione e la corrente, posiziona un dito per coprire la "R" e la formula è V / I

In altre parole, la formula nelle sue tre forme possibili è:

 V = I x R I = V / R                   R = V / I

Usando queste formule e il seguente circuito, si può vedere la relazione tra resistenza e corrente, dato che la tensione rimane la stessa.

Esempio 1: dato che la tensione è di 220 Volt e la resistenza di 110 ohm (Ω), possiamo calcola la corrente usando la formula:

I = V / R = 220 / 110 = 2 ampere

Esempio 2: Stessa tensione (220 Volt), ma ora la resistenza è solo di 2Ω.

I = V / R = 220 / 2 = 110 ampere

Cioè, maggiore è la resistenza, minore è la corrente che può fluire. Inoltre, minore è la resistenza, maggiore è il flusso di corrente consentito.

L'uso di nuovo dell'analogia dell'acqua può essere utile. Se avessi un tubo dell'acqua di grande diametro, allora molta acqua (corrente) potrebbe fluire attraverso di essa perché la "resistenza" è bassa (nessun blocco). Se è presente un blocco nel tubo (resistenza), il flusso (corrente) viene ridotto. Maggiore è il blocco (maggiore è la resistenza), minore è il flusso (corrente).

Questo principio è illustrato negli esempi sopra. Nell'esempio 1, una resistenza di 110 Ω ha permesso a solo 2 A di fluire attraverso il circuito. Nell'esempio 2, una piccola resistenza (2Ω) ha permesso a una grande corrente di 110 amp di fluire attraverso il circuito.

La resistenza è tutto ciò che resiste alla corrente che scorre attraverso un circuito. Una lampadina è una resistenza, così come un ferro da stiro, un robot da cucina o una stufa. In elettronica, ci sono piccoli componenti chiamati resistori, che sono fatti per essere un valore noto fisso. Anche solo un cavo semplice ha una certa resistenza, infatti, il motivo per avere cavi spessi è ridurre la resistenza e consentire a più corrente di fluire attraverso di essa (come una manichetta antincendio è più grande di una manichetta da giardino - quindi più acqua può fluire attraverso di essa) .

PS: abbiamo appena coperto i principi di base della legge di Ohm, ma shhh, non dirlo a nessuno.

Se trovi la matematica confusa, prova il semplice calcolatore di legge di Ohm.

Serie o parallelo.

Spesso non sai quale sia la resistenza in un circuito, né devi saperlo. Tuttavia, queste formule sono ancora molto utili, ma principalmente per ciò che ne deriva, piuttosto che per il loro calcolo immediato. Questo è un modo prolisso di dire, "per favore accetta che i seguenti concetti sono derivati ​​dalla formula sopra, senza che noi dobbiamo perdere tempo e sforzi per dimostrarlo".

Concetto 1:

Considera questo circuito di sei lampadine. Poiché sono collegati uno dopo l'altro, si dice che siano collegati in serie.

Ciò che è interessante è ciò che accade con la tensione, la corrente e la resistenza.

Tensione: la "tensione in" è la somma delle tensioni tra tutte le singole luci. In questo esempio, la tensione individuale attraverso ciascuna luce è di 40 volt, quindi la tensione totale è di 240 volt.

Corrente: la corrente attraverso ogni singola luce è uguale alla corrente in tutto il circuito. Se la corrente che va al circuito è di 1 amp, anche la corrente attraverso ogni singola luce è di 1 amp.

Resistenza: la resistenza totale è uguale alla somma di tutte le singole resistenze di "serie".

In pratica questo tipo di circuito non è molto usato in una casa. Questo perché se 240 volt entrano in casa e ci sono sei luci in serie, allora ogni luce otterrebbe solo un sesto di quella tensione, cioè 40 volt. Tuttavia, questo tipo di circuito viene spesso utilizzato per le luci dell'albero di Natale, ad esempio 20 luci a 12 Volt ciascuna equivalgono a 240 Volt. Il problema con questo circuito è che se una luce si accende, anche tutte le altre si spengono. Questo perché il collegamento del filo alla luce successiva è interrotto, quindi il circuito non è completo.

Un circuito in serie viene spesso utilizzato con le batterie. Quando le batterie sono in serie, la tensione totale è uguale alla somma di tutte le singole tensioni e la corrente totale che fluisce attraverso l'intero circuito è la stessa della corrente che scorre attraverso una singola batteria. Ad esempio: quattro batterie da 1,5 volt da 500 mA in serie tra loro producono una batteria da 6 volt (4 x 1,5) a 500 mA.

CONCEPT 2:

Considera questo circuito di sei lampadine. Poiché sono collegati tra loro o in parallelo tra loro, si dice che siano collegati in parallelo.

Ciò che accade con la tensione, la corrente e la resistenza in questo tipo di circuito è in contrasto con ciò che accade in un circuito in serie.

Tensione: la tensione attraverso ogni luce è uguale alla "tensione in". Se 220 volt entrano nel circuito, allora ci sono 220 volt attraverso ogni singola luce.

Corrente: la corrente che entra nel circuito è la somma delle correnti in ogni singola luce. Se la corrente attraverso ciascuna luce è di 1 amp, la corrente totale che entra in questo circuito sarebbe di 6 amp (6 x 1 amp).

Resistenza: la resistenza totale è calcolata da una formula complicata che non è necessario imparare in questa fase. Basti dire che la resistenza totale è inferiore alla resistenza individuale più bassa. Ecco la formula per chi ha davvero bisogno di sapere:

In pratica questo tipo di circuito viene utilizzato nelle case. Ad esempio, se si verificano 220 volt in casa, anche tutte le luci e le prese di corrente (prese di corrente) sono 220 volt perché sono collegate in parallelo.

Le batterie possono anche essere collegate in parallelo. La tensione di uscita di due batterie in parallelo è la stessa di una delle batterie, ma la capacità corrente è raddoppiata. Ad esempio: due batterie per auto da 12 volt 100 amp / ora in parallelo costituiscono l'equivalente di una batteria da 12 volt 200 amp / ora. Le stesse due batterie in serie renderebbero l'equivalente di una batteria da 24 volt 100 amp / ora.

Mettere tutto insieme

Alcune persone sono entusiaste del modo in cui la formula della legge di Ohm può essere sostituita nella nostra formula del Potere per creare nuove formule. Per quelli di voi che amano giocare con le formule, potete capire come è fatto; per il resto, accetta che questa tabella mostra le varie combinazioni di queste formule.

Questa tabella mostra tutte le possibili combinazioni usando le due formule di base che abbiamo appreso. Prova a utilizzare una calcolatrice e i seguenti valori per verificarlo:

V = 12 volt I = 2 amp R = 6Ω P = 24 watt

Potresti stampare il tavolo e incollarlo sulla custodia da molti metri o sulla parete dell'officina per un comodo riferimento futuro.

Un semplice calcolatore per eseguire tutte queste combinazioni è disponibile QUI.

Congratulazioni per aver finito di leggere questi primi due articoli sui fondamenti elettrici. È stato molto pesante con la teoria e tutti i tipi di formule, ma ora hai le basi per comprendere la maggior parte dei principi elettrici ed elettronici.

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