Verifica sperimentale Legge di Ohm Esercizi PDF

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Verifica sperimentale Legge di Ohm Esercizi...

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Verifica sperimentale LEGGE DI OHM 1.Materiale occorrente : una lampadina, 3 batterie, filo conduttore, un amperometro per misurare l’intensità del circuito. Colleghiamo gli elementi del circuito come da disegno:

RESISTENZA FISSA TENSIONE 4,5 V 9,0V 13,5V

INTENSITA’ 0,3 A 0,6 A 0,9 A

In un primo momento inseriamo nel circuito una sola batteria da 4,5 V, misuriamo l’intensità del circuito e inseriamo il valore nella tabella. Inseriamo un’altra batteria da 4,5 volt e scriviamo il corrispondente valore dell’intensità nella tabella. Ripetiamo l’operazione con 3 batterie.

Guardiamo la tabella. Cosa notiamo? Che con il raddoppiare della tensione raddoppia l’intensità, con il triplicare della tensione triplica l’intensità,quindi tra tensione è intensità vi è un rapporto di proporzionalità diretta. Proviamo ora a dividere i valori della tensione per i corrispondenti valori dell’intensità: 4,5 /0,3= 15

9,0/0,3= 15

13,5/0,3= 15

Il quoziente ottenuto è sempre costante perché 15 è il valore della resistenza(che si esprime in ohm),e corrisponde alla resistenza della lampadina. Noi nell’esperimento non abbiamo mai cambiato la lampadina ma abbiamo cambiato ,di volta in volta, la tensione. Abbiamo anche sperimentato ciò che dice la LEGGE DI OHM e cioè: dividendo il valore della tensione per il valore dell’intensità il quoziente ottenuto è costante e corrisponde al valore della resistenza. R= V/I Quindi la resistenza di un circuito non dipende né dalla tensione,né dall’intensità ma dal materiale con cui è stato realizzato un circuito. Per modificare la resistenza devo cambiare la lampadina oppure il filo conduttore. Dalla formula precedente si possono ricavare le formule inverse:

V= I x R

I=V/R

Proviamo ora a rappresentare mediante un diagramma cartesiano i dati della tabella

La curva che si ottiene è evidentemente una retta. La rappresentazione grafica della prima legge di Ohm è quindi data da una retta. Questo dipende dal fatto che le grandezze V ed I sono direttamente proporzionali, ovvero il loro rapporto V/I , che vale appunto la resistenza R , è costante. Si noti che la retta passa per l'origine. Infatti, se la tensione è nulla, non si produce alcuna corrente elettrica. Dal grafico potete trovare i valori della tensione e dell’intensità quando la resistenza vale 15 Ω. Es. Trova il valore della intensità per una tensione di 11 V Es. Trova il valore della tensione per una intensità di 0,8 A

2.Variamo ora la resistenza del circuito, lasciando inalterato (costante) il voltaggio. Materiale occorrente : 3 lampadine, 1 batteria, filo conduttore, un amperometro per misurare l’intensità del circuito. In un circuito alimentato da una pila da 12 V inseriamo prima una lampadina, poi due in serie e poi tre. Osservando la luminosità delle lampadine notiamo che essa diminuisce all'aumentare del numero delle lampadine inserite. La luminosità di una lampadina è indice della corrente che l'attraversa, possiamo perciò dedurre che aumentando il numero delle lampadine inserite in serie nel circuito diminuisce la corrente. Sappiamo che ogni lampadina offre una resistenza al passaggio della corrente, quindi, aumentando la resistenza totale del circuito diminuirà l'intensità di corrente.

TENSIONE FISSA (12V) RESISTENZA INTENSITA’ 1 lampadina 20 Ω 0,6 A 2 lampadine 30 Ω 0,4 A 3 lampadine 40 Ω 0,3 A Possiamo concludere che, lasciando invariato il voltaggio,l’intensità di corrente è inversamente proporzionale alla resistenza del circuito , proprio come dice la prima legge di ohm.

ESERCIZI 1) Esercizio: Se un carico o un resistore ha una resistenza di 56 Ohm determinare la corrente che circola in esso, conoscendo che ai suoi capi è applicata una tensione di 200 Volt. R = 56 Ω V = 200 V I = ? Soluzione: In questo caso si ha un semplice circuito formato da un generatore di tensione da 200 volt e una resistenza da 56 ohm, quindi basta applicare semplicemente la legge di ohm

2) Esercizio: Se l’intensità di corrente che percorre un filo è 0,03A quando la tensione ai suoi estremi è 6 V, quanto vale la sua resistenza? I =0,3A V=6V R=? R=V/I=6V/0,3A=20 Ω 3) Esercizio: Calcola la tensione ai capi di un conduttore, sapendo che l’intensità di corrente 0,05A e la resistenza complessiva è di 50 Ω I=0,05A

R=50 Ω

V=?

V=RxI=50Ωx0,05A=2,5V

4) Esercizio: Calcola l’intensità di corrente di un circuito, avente tensione di 4 V e resistenza 40 Ω

V=4V

R=40 Ω

I=?

I=VxR=4Vx40 Ω= 160A

5) Esercizio: Un conduttore elettrico ha resistenza di 100 ohm (Ω) e differenza di potenziale variabile come in tabella V 10 20 25 50 100 0,1 0,2 0,25 0,5 1 I Calcola la corrispondente intensità di corrente ricordando la prima legge di Ohm e individua i valori del grafico che esprime l’intensità di corrente (y) in funzione della differenza di potenziale (x) in volt. Che tipo di rappresentazione grafica ottieni? Che tipo di proporzionalità rappresenta? Rappresenta graficamente la situazione. La rappresentazione grafica che otterrò sarà una retta poiché tra intensità (I) e tensione (V) si ha un rapporto di proporzionalità diretta, infatti il loro rapporto V/I, che vale appunto la resistenza R, è costante.

Applichiamo le conoscenze 1. Osserva la seguente tabella relativa alla corrente che attraversa un circuito. V (V) 150 300 450

600

I (A)

0,4

0,1

0,2

0,3

a) Il rapporto tra la differenza di potenziale e intensità di corrente è costante? Si, il rapporto è costante ed è di 1500 (questo risultato l’ho ottenuto dividendo V per I). b) Come si chiama tale costante? Qual è la sua unità di misura? Questa costante è chiamata resistenza, e la sua unità di misura è l’Ohm (Ω). c)Rappresenta in un sistema di assi cartesiani ortogonali (V sull’asse x e I sull’asse y) le grandezze riportate in tabella.

2.Osserva la seguente tabella relativa alla corrente che attraversa un circuito. V (V) 100 200 300

400

I (A)

0,6

0,2

0,4

0,5

Il conduttore segue la prima legge di Ohm? Motiva la risposta. No, il conduttore in questo caso non segue la prima legge di Ohm poiché il risultato ottenuto dalla divisione tra tensione (V) ed intensità (I) non è costante.

3. Osserva la seguente tabella relativa a un conduttore che segue la prima legge di Ohm e inserisci i dati mancanti. 400 V (V) 200 300

600

I (A)

0,45

0,15

0,225

0,30

a) Qual è il tipo di proporzionalità che intercorre tra la differenza di potenziale e l’intensità di corrente? La proporzionalità che intercorre tra le due grandezze è diretta. b) Rappresenta i dati della tabella in un sistema di assi cartesiani ortogonali (V sull’asse x e I sull’asse y), che tipo di grafico si ottiene?

4.Osserva il seguente grafico e, utilizzando i dati da esso ricavati, compila la tabella che segue. Inoltre, determina la resistenza del conduttore rappresentato.

V (V) I (A)

60 0,1

120 0,2

150 0,25

180 0,3

5.La tensione V, l'intensità di corrente I e la resistenza R di un filo conduttore sono tra loro legate dalla legge di Ohm (V= Rx I). a) Determina la resistenza del filamento di una lampadina sapendo che, sottoposto ad una tensione di 220 volt,è percorso da una corrente con intensità di 5 ampere. V=220V

I=5A

R?

R=V/I=220V/5A=44Ω

b) Quale sarebbe l’ intensità della corrente che passa nello stesso filamento se la tensione applicata fosse di 120 volt? V=220V

R=44Ω

I=?

I=V/R=220V/44Ω=5A

c) Quale tensione bisognerebbe applicare allo stesso conduttore perché possa passare una corrente con l'intensità di 2 ampère? I=2A

R=44Ω

V=?

V=RxI=44Ωx2A=88V

6.Osserva il grafico che rappresenta la variazione dell'intensità di corrente (l) in funzione della resistenza (R). Completa la tabella e rispondi alle domande. R(Ω) I (A)

1 12

2 6

3 4

4 3

6 2

a) Quale relazione matematica lega l’ intensità di corrente (I) alla resistenza (R)? L’intensità di corrente (I) è legata alla resistenza (R) tramite operazione di moltiplicazione. V=RxI b) Quale tipo di grafico rappresenta tale relazione?

12 1

Il grafico di questa relazione è una curva convessa. c) Di quale tipo di proporzionalità si tratta? Le due grandezze sono inversamente proporzionali....