Le quattro grandezze in sintesi
Ciascuna grandezza della legge di Ohm possiede un'unità SI e si ricava dalle altre due grandezze fondamentali.
| Grandezza | Simbolo | Unità SI | Formula |
|---|---|---|---|
| Tensione | V | volt (V) | V = I × R |
| Corrente | I | ampere (A) | I = V ÷ R |
| Resistenza | R | ohm (Ω) | R = V ÷ I |
| Potenza | P | watt (W) | P = V × I |
- La legge di Ohm è esatta soltanto per i componenti ohmici, cioè lineari, a temperatura costante; lampade a filamento, diodi e semiconduttori se ne discostano.
- Nei metalli la resistenza del conduttore cresce con la temperatura, perciò un valore misurato a freddo differisce da quello sotto carico.
- Questo calcolatore serve alla didattica e alla stima progettuale. Qualsiasi intervento su un impianto elettrico deve rispettare la normativa locale ed essere eseguito o verificato da un elettricista qualificato.
Che cos'è la legge di Ohm?
La legge di Ohm afferma che la corrente che attraversa un conduttore fra due punti è direttamente proporzionale alla tensione applicata e inversamente proporzionale alla resistenza interposta: I = V ÷ R, di solito scritta come V = I × R. Fu pubblicata dal fisico tedesco Georg Simon Ohm nel 1827 e costituisce la relazione fondativa dell'analisi dei circuiti. Le unità SI sono il volt (V) per la tensione, l'ampere (A) per la corrente e l'ohm (Ω) per la resistenza.
La potenza elettrica discende direttamente dalle stesse grandezze: P = V × I, misurata in watt (W). Sostituendovi la legge di Ohm si ottengono le due forme equivalenti P = I² × R e P = V² ÷ R, che permettono di ricavare la potenza da due qualsiasi delle tre grandezze fondamentali. Nel complesso le quattro grandezze sono legate da dodici formule riarrangiate, spesso rappresentate nella cosiddetta «ruota di Ohm».
La legge di Ohm vale esattamente per i componenti ohmici, ossia quelli la cui resistenza resta costante nel campo di funzionamento, come i conduttori metallici a temperatura stabile. Molti dispositivi reali sono invece non ohmici: la resistenza di una lampada a filamento cresce con il riscaldamento, mentre diodi e transistor non seguono affatto una relazione V–I lineare. Anche la resistenza dei conduttori muta con la temperatura, perciò i valori calcolati risultano esatti soltanto alle condizioni dichiarate.
Come usare questo calcolatore della legge di Ohm
- Seleziona la grandezza che vuoi determinare: tensione, corrente, resistenza o potenza.
- Inserisci i due valori noti, per esempio tensione e resistenza per ricavare la corrente. In modalità potenza il calcolatore usa tensione e resistenza e ricava la corrente.
- Leggi tutte e quattro le grandezze: il calcolatore completa il quadro applicando V = I × R e P = V × I.
- Controlla le unità: i risultati sono in volt, ampere, ohm e watt, perciò converti milliampere e kiloohm nelle unità di base prima di inserirli.
Le formule della legge di Ohm
Le due relazioni fondamentali sono V = I × R e P = V × I. Ogni altra forma ne è un riarrangiamento algebrico: I = V ÷ R, R = V ÷ I, P = I² × R, P = V² ÷ R e così via.
Esempio pratico: un'alimentazione da 12 V su una resistenza di 6 Ω. La corrente è I = 12 ÷ 6 = 2 A e la potenza P = 12 × 2 = 24 W. Verificando lo stesso circuito con le forme alternative: P = I² × R = 4 × 6 = 24 W e P = V² ÷ R = 144 ÷ 6 = 24 W, dunque le tre espressioni concordano.
Errori frequenti
- Mescolare le unità: milliampere, kiloohm e millivolt vanno convertiti in ampere, ohm e volt (500 mA = 0,5 A; 2,2 kΩ = 2.200 Ω).
- Applicare la legge di Ohm a dispositivi non ohmici come diodi, LED o lampade, la cui resistenza cambia con il punto di lavoro.
- Confondere potenza ed energia: la potenza (W) è una velocità, mentre il consumo energetico è potenza moltiplicata per tempo (Wh o kWh).
- Dimenticare che la resistenza misurata a circuito spento può differire sensibilmente da quella effettiva alla temperatura di esercizio.
Domande frequenti
Qual è la formula della legge di Ohm?
V = I × R: la tensione in volt equivale alla corrente in ampere moltiplicata per la resistenza in ohm. Riarrangiando si ottengono I = V ÷ R e R = V ÷ I. Aggiungendo la relazione di potenza P = V × I si può ricavare una qualsiasi delle quattro grandezze da due valori noti.
Come si calcola la potenza da tensione e corrente?
Moltiplicandole: P = V × I. Un dispositivo che assorbe 2 A da un'alimentazione a 12 V dissipa 24 W. Se conosci corrente e resistenza usa invece P = I² × R; da tensione e resistenza usa P = V² ÷ R. Sotto la legge di Ohm le tre forme sono equivalenti.
La legge di Ohm vale anche per i circuiti in alternata?
La forma resta la stessa, ma la resistenza si generalizza nell'impedenza (Z), che combina la resistenza con la reattanza di induttori e condensatori dipendente dalla frequenza: V = I × Z. Per carichi puramente resistivi in alternata la formula in continua si applica direttamente usando i valori efficaci di tensione e corrente. Questo calcolatore tratta il caso resistivo in continua.
Che differenza c'è fra tensione, corrente e resistenza?
La tensione è la differenza di potenziale elettrico che spinge la carica nel circuito, misurata in volt. La corrente è la velocità di flusso della carica, misurata in ampere. La resistenza è l'opposizione che il materiale oppone a quel flusso, misurata in ohm. La legge di Ohm le lega fra loro: un volt spinge un ampere attraverso un ohm.
Perché il valore misurato differisce da quello calcolato?
I componenti reali hanno tolleranze (per i resistori di norma ±1–5%), la resistenza dei conduttori varia con la temperatura, gli strumenti hanno una propria accuratezza e le tensioni di alimentazione cedono sotto carico. La legge di Ohm in sé è esatta per i componenti ohmici: gli scostamenti derivano dunque da questi fattori pratici, non dalla formula.
È sicuro usare questo calcolatore per l'impianto di casa?
Il calcolatore è soltanto uno strumento didattico e di stima. Gli interventi sulla rete e sugli impianti fissi sono disciplinati dalla normativa elettrica locale e nella maggior parte delle giurisdizioni devono essere eseguiti o certificati da un elettricista qualificato. Usa i risultati per comprendere un circuito, non come autorizzazione a modificare un impianto.
Fonti
- Ohm GS. Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet. Berlin, 1827 — original statement of Ohm's law.
- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). The International System of Units (SI Brochure), 9th edition, 2019 — definitions of the volt, ampere, ohm and watt.
- Horowitz P, Hill W. The Art of Electronics, 3rd edition, Cambridge University Press, 2015 — Ohm's law and non-ohmic devices.