Informazioni su questo esperimento
Costruisci il classico circuito della legge di Ohm: una pila, un interruttore, un amperometro in serie e un voltmetro in parallelo al componente. Modifica la tensione di alimentazione, annota ogni coppia di letture degli strumenti e traccia il grafico corrente-tensione. Una resistenza fissa dà una retta passante per l’origine, mentre una lampadina a filamento dà una curva perché la sua resistenza aumenta quando si riscalda.
Obiettivi di apprendimento
- Collega un amperometro in serie e un voltmetro in parallelo al componente
- Dimostra che la corrente che attraversa una resistenza fissa è proporzionale alla tensione ai suoi capi
- Calcola la resistenza dalle letture degli strumenti usando R = V / I
- Spiega perché una lampadina a filamento non rispetta la legge di Ohm
Come si usa
- 1Mantieni la resistenza fissa impostata su 20 Ω. Imposta l’alimentazione su 0 V e premi «Registra lettura».
- 2Aumenta la tensione a intervalli di 1 o 2 V e registra una lettura a ogni passaggio.
- 3Confronta i punti con una retta passante per l’origine, poi cambia la resistenza e registra una seconda serie di dati.
- 4Passa alla lampadina a filamento, ripeti le misurazioni e confronta la forma del grafico.
Il modello
Ipotesi
- La pila non ha resistenza interna, quindi il voltmetro legge l’intera tensione di alimentazione quando l’interruttore è chiuso.
- L’amperometro ha resistenza nulla e il voltmetro non assorbe corrente.
- La resistenza fissa rimane a temperatura costante. La curva della lampadina è un adattamento empirico per una piccola lampada a filamento di tungsteno.
- I punti in movimento mostrano la direzione del flusso di carica. La loro velocità è esagerata, ma rimane proporzionale alla corrente.
Provalo in classe
- Q1Raddoppia la tensione ai capi della resistenza da 20 Ω. Che cosa succede alla corrente?
- Q2Due resistenze producono due rette. Quale retta corrisponde alla resistenza maggiore e come puoi capirlo dalla pendenza?
- Q3Apri l’interruttore. Perché entrambi gli strumenti indicano zero anche se la pila ha ancora una tensione?
- Q4Usa le misurazioni della lampadina per calcolare R a 1 V e a 12 V. Perché i valori sono così diversi?
Domande frequenti
Cosa dice davvero la legge di Ohm?
In un conduttore metallico mantenuto a temperatura costante, la corrente è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale ai suoi capi. Il rapporto costante V / I è la sua resistenza.
Perché l’amperometro è in serie e il voltmetro in parallelo?
Un amperometro misura la carica che attraversa un punto, quindi tutta la corrente deve passare attraverso di esso. Un voltmetro confronta l’energia per unità di carica in due punti, quindi si collega ai capi del componente.
La lampadina a filamento è una resistenza guasta?
No. Continua a soddisfare R = V / I in ogni punto, ma la sua resistenza cambia con la temperatura, quindi il grafico I-V è una curva anziché una retta. I componenti di questo tipo si chiamano non ohmici.
Perché gli elettroni si muovono in direzione opposta rispetto alle frecce della corrente?
La corrente convenzionale è stata definita come il flusso di cariche positive prima della scoperta degli elettroni. Nei fili metallici i portatori di carica sono gli elettroni, che si spostano dal terminale negativo a quello positivo.