Come giocare a Laboratorio di Ohm
- Scegli una prova e leggi sulla scheda l'alimentatore, il resistore o le letture degli strumenti.
- Usa V = I·R, I = V ÷ R o R = V ÷ I; per il LED togli prima i suoi 2,0 V.
- Scrivi la tua previsione e premi Avvia. L'alimentatore sale, gli strumenti lo seguono e il grafico I–V si disegna da solo.
- Confronta gli strumenti e il grafico con la tua previsione arancione.
Corrente, tensione e resistenza
Una tensione spinge la carica nel circuito e un resistore la frena. Per un resistore fisso a temperatura costante, il doppio della tensione dà il doppio della corrente: la corrente è proporzionale alla tensione, e la costante che le lega è la resistenza, V = I·R. Questa sola regola dà tre forme, I = V ÷ R, R = V ÷ I e V = I·R, quindi due grandezze danno la terza. Disegnata come corrente in funzione della tensione, un resistore dà una retta per l'origine con pendenza 1 ÷ R: una retta ripida è una resistenza piccola. Non tutto segue la legge di Ohm. Un LED non lascia passare quasi corrente finché la sua tensione non arriva a circa 2 V, poi mantiene quella tensione mentre la corrente cresce; per questo gli serve un resistore in serie che fissi la sua corrente, e il resistore riceve la tensione che il LED lascia.
Un modello di apprendimento mirato
I resistori sono fissi, quindi i loro grafici I–V sono rette per l'origine, e la corrente è subito costante. L'alimentatore sale in modo uniforme da 0 alla tensione impostata in 2 s e la mantiene per 1 s; gli strumenti sono ideali e i fili non hanno resistenza. Il LED è ideale: nessuna corrente sotto 2,0 V, poi una caduta costante di 2,0 V (i LED reali variano). I punti degli elettroni si muovono a una velocità che segue la corrente, non alla vera velocità di deriva. Le risposte entro il 2 % sono giuste.