La 1ª Legge di Ohm è una delle leggi fondamentali, nonchè la base dell’elettrotecnica, da cui un buon studente non può prescindere.

Lo scopo di questa esperienza di laboratorio è effettuare la verifica della proporzionalità diretta che esiste tra la Differenza Di Potenziale (d.d.p. – V), applicata ad un Resistore (R), e la Corrente (I) che lo attraversa:

V = R · I

Lo schema elettrico da seguire per effettuare il montaggio è il seguente:

Il circuito è alimentato mediante il generatore “E”, utilizzando un alimentatore variabile da banco.
Per l’amperometro ed il voltmetro si utilizzano due multimetri digitali.
La resistenza “R” è un resistore da 1kΩ da 1/4 W della serie E12, da montare sopra una basetta “bread-board”, dispositivo, quest’ultimo, di solito utilizzato per effettuare sperimentazioni dei circuiti elettronici.
Andiamo ad analizzare uno per uno i componenti del circuito sopra menzionati.

L’alimentatore variabile viene utilizzato per fornire l’alimentazione in corrente continua necessaria per ottenere diversi valori di tensione, in un range che può andare da 0 a 15V, o anche più. Ritengo tuttavia che valori fino a 15V siano adeguati allo scopo di questo esperimento.

L’amperometro è necessario per misurare la corrente continua che circola attraverso la resistenza R ai vari valori di tensione forniti dall’alimentatore. Si consiglia di utilizzare un multimetro digitale, selezionando l’opportuna portata, e facendo particolare attenzione a porre i cavetti di misura nelle giuste boccole di collegamento dedicate alla misura di corrente. Nel nostro caso le correnti in gioco sono nell’ordine di alcuni milliAmpere, pertanto il selettore delle portate dovrà essere impostato su valori di corrente contunua espressi in mA. Per una misura più affinata si consiglia di posizionare il selettore sulla portata con fondo scala 20mA.

Il voltmetro è utilizzato per leggere i valori della differenza di potenziale ai capi della resistenza R. E’ inserito in parallelo alla resistenza, poichè, come sappiamo, il voltmetro, idealmente, ha resistenza interna infinita, non vi è alcun passaggio di corrente attraverso di esso, per cui non altera il funzionamento del circuito in esame. Anche per il voltmetro si utilizza un multimetro digitale, posizionando il selettore delle portate su un valore di fondo scala opportuno per la misura di tensione in corrente continua. Attenzione ad inserire i cavetti di collegamento nelle boccole dedicate alla misura di tensioni (V).

Per la resistenza R viene montato un resitore comunemente utilizzato per applicazioni elettroniche, del valore 1kΩ e di una potenza massima dissipabile di 0,25W (1/4W). Nonostante la piccola potenza, una resistenza di questo tipo è sufficiente allo scopo di questa esperienza ed è utile a prendere familiarità con i componenti elettronici.

Lo stesso vale per la basetta bread-board; infatti questo dispositivo è molto utilizzato in elettronica per fare sperimentazioni sui circuiti che si vogliono realizzare. Nel nostro caso si presta bene per montare la resistenza e connetterla ai vari strumenti.

La bread-board si presenta come la figura che segue:

Su tutto il piano della basetta sono presenti centinaia di fori collegati fra loro come segue:

• nella la parte superiore, contraddistinte con una banda rossa ed una blu, sono presenti due file di fori, in ciascuna fila, i fori sono collegati fra loro internamente, in senso orizzontale, come mostrato in figura, evidenziato in giallo. Le due file, ovviamente, non sono collegate fra loro;

• la parte inferiore della basetta è collegata allo stesso modo di quella superiore. Normalmente, queste due file sono utilizzate per le connessioni all’alimentazione positiva (banda rossa) e negativa (banda blu);

• la parte centrale della basetta è suddivisa in due parti uguali da una sezione di separazione; i fori sono collegati fra loro verticalmente, in file di cinque, come evidenziato in verde e in giallo.

Per effettuare la verifica della 1ª Legge di Ohm si può montare il circuito come segue:

In questa raffigurazione del circuito di montaggio per la verifica della 1ª Legge di Ohm, la batteria da 9V rappresenta l’alimentatore variabile “E”.

Si procede impostando un valore di tensione E, ad esempio, di 2V, si legge sul voltmetro il valore di tensione VAB ai capi della resistenza e sull’amperometro la corrente I che la percorre. Si riportano i valori letti su di una tabella come quella rappresentata nella figura seguente:

Sulla tabella sono riportati anche i valori di corrente I espressi in Ampere e della resistenza R, calcolara dai dati rilevati. Quest’ultima ha un valore inferiore ad 1kΩ a causa della tollerenza del resistore.

Come si può vedere il valore della resistenza rimane costante e evidenzia come questa grandezza sia indipendente dalla corrente e dalla tensione.

Da questi dati è possibile disegnare il grafico tensione-corrente su un foglio di carta millimetrata, oppure mediante un grafico di Excel come quello rappresentato sotto:

Come si può vedere, la retta che ne deriva, rappresenta perfettamente la proporzionalità diretta fra tensione e corrente rapparesentata dalla 1ª Legge di Ohm. L’inclinazione della retta cambia in base al valore della resistenza. Potete verificare quest’ultima particolarità inserendo nel circuito un altro risistore di diverso valore.