Legge di Ohm


In fisica, la legge di Ohm, il cui nome è dovuto al fisico tedesco Georg Simon Ohm, esprime la legge costitutiva di proporzionalità diretta tra la differenza di potenziale elettrico applicata ai capi di un conduttore e l'intensità della corrente elettrica che lo attraversa. La costante di proporzionalità è detta resistenza elettrica.

Un'altra relazione, detta anche impropriamente seconda legge di Ohm, permette di calcolare la resistenza di un materiale a partire da resistività, lunghezza e sezione.

Denotando con V la differenza di potenziale elettrico ai capi di un conduttore elettrico e con I la corrente elettrica che lo attraversa, la legge di Ohm ha la forma:

R = \frac{V}{I}

dove R è la resistenza elettrica caratteristica del conduttore. Si tratta di una costante, indipendente dall'entità della corrente.

La resistenza dipende da alcune caratteristiche fisiche e geometriche del conduttore, come la resistività \rho, la lunghezza l e la sezione S. L'esempio più semplice è quello in cui il conduttore è composto di un solo materiale, ha sezione uniforme e il flusso di corrente al suo interno è anch'esso uniforme. In questo caso, la resistività è legata a R dalla relazione:

 R = \rho \frac{l}{S}.

La corrente è composta da un moto ordinato di elettroni, guidati da un campo elettrico, che possiedono una certa energia cinetica. Quando il flusso di cariche attraversa un resistore l'energia cinetica posseduta dalle cariche viene ceduta, in parte o totalmente, al materiale. Questo fenomeno è detto effetto Joule, e la potenza trasferita al materiale è data da:

P = VI = R I^2

Essa risulta proporzionale al quadrato della corrente elettrica, e provoca il riscaldamento più o meno consistente del conduttore. Conoscendo la capacità termica e la resistenza termica del materiale si può stabilire il conseguente aumento della temperatura.

A livello locale, la relazione di Ohm assume la forma:

\mathbf{J} = \sigma \mathbf{E}

valida nei punti del dominio in cui il campo elettrico \mathbf E, la densità di corrente \mathbf J e la conducibilità elettrica \sigma sono funzioni continue (nei punti di discontinuità si può soltanto formulare la legge a livello globale). L'utilizzo della densità di corrente fornisce la potenza dP dissipata per effetto Joule nell'unità di volume:

d P = \mathbf{J} \cdot \mathbf{E}

La legge di Ohm è valida per tutti i materiali conduttori. In particolare, gli elementi elettrici che sfruttano la legge di Ohm sono detti resistori (o resistenze) ideali o ohmici.

Fonte: Wikipedia