La prima legge di Ohm
“Metodi e tecniche per la didattica
innovativa nella matematica”
Codice Progetto:
B – 1 – FSE – 2007 - 1649
Prof.ssa Francesca Santonocito
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Prerequisiti
Indice
Atomo
Conduttori e isolanti
Moto disordinato degli elettroni
Differenza di potenziale
Intensità di corrente elettrica
Contenuti
Modello idrodinamico di un circuito elettrico
Circuito elettrico
Simulazione di misure
Analisi delle misure
Grafico e sua interpretazione
Prima legge di Ohm
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ATOMO
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Tutte le sostanze sono costituite
da piccole particelle:
gli atomi
Gli elettroni sono particelle con
carica
elettrica
negativa
A loro
volta,
gli atomi
sonopari
costituiti da particelle
ancora più
e- =piccole:
1,6 * 10 -19 C
• I protoni che hanno carica elettrica positiva
• Gli elettroni che hanno carica elettrica negativa
• I neutroni che non hanno carica
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Conduttori
Isolanti
CONDUTTORI
E
ISOLANTI
Si definiscono conduttori i materiali in cui gli
Si definiscono
isolanti
quei materiali
cui di
elettroni
si muovono
facilmente
nella in
banda
gli elettroni non conduzione.
riescono a “passare” nella
banda di conduzione e quindi non possono
(materiali metallici,
buoni conduttori
muoversi sono
facilmente
di elettricità e di calore)
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Conduttori metallici
A livello microscopico, un solido metallico
(come il rame) è costituito da un reticolo
di ioni positivi (atomi privati di uno o
due degli elettroni più esterni).
Gli elettroni più esterni (detti di conduzione)
costituiscono una sorta di gas di elettroni
liberi di muoversi in modo casuale nel
reticolo cristallino.
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Moto disordinato degli elettroni
Gli elettroni di conduzione si
muovono a causa dell’agitazione
termica con velocità altissime
(dell'ordine di 10 5 m/s), in
qualunque direzione, ma,
nonostante ciò, un amperometro (strumento che
permette di misurare l'intensità di corrente) non
registra nulla a causa del loro moto estremamente
disordinato: il moto di agitazione termica non
causa una corrente macroscopica misurabile.
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Differenza di potenziale
Se agli estremi di un conduttore si applica
dall’esterno una differenza di potenziale,
allora il campo elettrico non è più nullo e su
ciascun elettrone, agisce una forza diretta in
verso opposto al campo
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Moto ordinato degli elettroni
in un campo elettrico
Gli elettroni subiscono una forza elettrica di
intensità
F =stazionarie
E*e, ma il al
loro
moto
non è
In
condizioni
moto
caotico
uniformemente
accelerato
se deriva
fossero nel
si sovrappone
un lento come
moto di
vuotoverso
perché
essi a
sono
ostacolati
dalla presenza
il polo
potenziale
maggiore.
degli ioni del reticolo e dall'agitazione termica.
cm
vd 10
vt
s
2
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La corrente elettrica
La La
corrente
convenzionale
venne
definita
corrente
elettrica è un
flusso
di
inizialmente,
nella storia
dell'elettricità,
elettroni attraverso
un filo
metallico.
come il flusso di carica positiva, anche
seLasappiamo,
nel casoèdella
conduzione
corrente elettrica
un QUALSIASI
metallica,
la corrente
causata dal
flusso di che
carica
elettrica, ètipicamente
flusso
di elettroni
conmetallico
carica negativa
nella
attraverso
un filo
o qualche
altrodirezione
materialeopposta.
conduttore.
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Intensità di corrente elettrica
Si definisce intensità di
corrente elettrica il
rapporto tra la quantità
di carica elettrica che
attraversa la sezione
del conduttore in un
certo intervallo di
tempo e l’intervallo di
tempo stesso
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Δq
I = Δt
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Intensità di corrente elettrica
L’ intensità di corrente elettrica è
pari ad un Ampere quando la
sezione qualsiasi di un circuito è
attraversata da un Coulomb di
carica elettrica in un secondo.
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Modello idrodinamico di circuito
elettrico
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GEORG SIMON OHM
..nacque ad Erlangen nel 1787 e morì
a Monaco nel 1854. Nel 1826 scoprì
la legge che porta il suo nome
Fisico tedesco, studiò presso
l'università della città natale e dal
1833 al 1849 diresse il Politecnico di
Norimberga; dal 1852 fino alla morte
fu professore di fisica sperimentale
all'università di Monaco.
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Legge di Ohm
La legge di Ohm stabilisce il legame
tra la differenza di potenziale
applicata ai capi di un conduttore e
la corrente elettrica che in esso
fluisce. Cominceremo con la verifica
sperimentale di questa legge fisica.
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Circuito elettrico
Resistore
Amperometro
Voltmetro
Generatore di tensione
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Circuito elettrico
Generatore di tensione
Voltmetro
Amperometro
Resistore
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Dati sperimentali
V ( VOLT)
I ( AMPERE)
V/I = K
( VOLT/AMPERE)
12
1,2
10
18
1,8
10
24
2,4
10
30
3,0
10
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Grafico della prima legge di Ohm
Relazione tra intensità di corrente e
differenza di potenziale.
V
R
I
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L’intensità di
corrente è
direttamente
Proporzionale
alla differenza
di potenziale
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Resistenza elettrica
La costante R presente in questa
relazione è una grandezza caratteristica
del conduttore, che dipende dalle
condizioni in cui esso si trova.
V
R
I
R rappresenta la “difficoltà” che incontra
la corrente nel fluire all’interno del
conduttore.
Per questo motivo R si chiama
resistenza elettrica del conduttore.
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Legge di Ohm e
Resistenza Elettrica
1a
legge di Ohm:
V
R
I
La resistenza elettrica è una grandezza fisica che
nel Sistema Internazionale si misura in Ohm.
Ohm
Volt
Ampere
1V
1
1A
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Prof.ssa
SANTONOCITO FRANCESCA
INSEGNANTE DI FISICA
1^ A OEL - 2^ A OEL
IPSIA “ E. FERMI “ CATANIA
Si ringrazia per la collaborazione
il prof. Guido Monaco
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