1. Beatrice di Gregorio
14 Maggio 2020
Ohm’s Law Remote Lab
Learning Goals
1. Quando si modifica il voltaggio della batteria, l’intensità della corrente e la
resistenza del resistore si modificano a loro volta. L’intensità di corrente aumenta
all’aumentare del voltaggio della batteria e diminuisce al suo diminuire. Da ciò possiamo
determinare la proporzionalità diretta tra le due grandezze. La resistenza del resistore,
invece, non varia al variare del voltaggio della batteria, dunque rimane costante. La
resistenza rimane costante perché è una caratteristica del materiale e quindi dipende da
esso e dalla propria capacità nel condurre.
2. Quando si modifica la resistenza del resistore, la corrente del circuito aumenta al
diminuire della resistenza mentre diminuisce al suo aumentare. Da ciò possiamo dedurre
che la resistenza del resistore è inversamente proporzionale alla corrente del circuito. Il
voltaggio della batteria, invece, non varia al variare della resistenza del resistore e dunque
rimane costante perché sono due grandezze indipendenti.
3.
Develop your understanding
Attraverso la simulazione Ohm’s Law è possibile verificare le relazioni espresse
precedentemente.
1. Raccolta dati per verificare la relazione tra Voltaggio e Intensità di corrente:
Voltaggio ( V ) Resistenza ( Ω ) Intensità di corrente ( mA )
1.5 500 3.0
3.0 500 6.0
4.5 500 9.0
7.0 500 14.0
9.0 500 18.0
RELAZIONE LEGGE DI OHM 1

2. 2. Raccolta dati per verificare la relazione tra Resistenza e Intensità di corrente:
3. Elaborazione dati relazione Voltaggio-Intensità di corrente:
Identifichiamo il voltaggio come la variabile indipendente x mentre l’intensità di
corrente come la variabile dipendente y.
Da ciò possiamo affermare che il voltaggio e l’intensità di corrente sono in una
relazione del tipo y/x=k e dunque sono direttamente proporzionali.
4. Elaborazione dati relazione Resistenza-Intensità di corrente:
Identifichiamo la Resistenza come variabile indipendente x e l’intensità di corrente
come variabile dipendente y.
Voltaggio ( V ) Resistenza ( Ω ) Intensità di corrente ( mA )
4.5 146 30.8
4.5 316 14.2
4.5 500 9.0
4.5 852 5.3
4.5 966 4.7
Proporzionalità
diretta (y/x)
Proporzionalità
inversa (y*x)
Proporzionalità
quadratica diretta
Proporzionalità
inversa quadratica
0.21 4496.8 1.44*10^-3 6,57*10^5
45 4487.2 1.42*10^-4 1.42*10^6
18 4500.0 3.60*10^-5 2.25*10^5
6.22*10^-3 4515.6 7.30*10^-6 3.85*10^6
4.87*10^-3 4540.2 5.04*10^-6 4.39*10^6
RELAZIONE LEGGE DI OHM 2

3. Possiamo affermare che la relazione tra resistenza e intensità di corrente, pur
presentando un errore quadratico medio di 0.026, è di tipo y*x=k, dunque le due
grandezze sono inversamente proporzionali.
Demonstrate your understanding
2. Dall’elaborazione dei dati precedenti riguardanti la relazione tra voltaggio e intensità,
è possibile affermare che se modifico il valore della tensione della batteria:
- la corrente attraverso il circuito aumenta all’aumentare del voltaggio e diminuisce al
diminuire del voltaggio;
- la resistenza del resistore rimane costante perché non dipende dal voltaggio della
batteria, ma dalle caratteristiche proprie del mezzo di trasmissione.
Quanto espresso precedentemente è visibile nelle immagini sottostanti nelle quali sono
rappresentate due misurazioni dell’intensità di corrente in relazione al voltaggio della
batteria.
Proporzionalità
diretta (y/x)
Proporzionalità
inversa (y*x)
Proporzionalità
quadratica diretta
Proporzionalità
inversa quadratica
2.0 4.5 1.33 6.8
2.0 18.0 0.66 54.0
2.0 40.5 0.44 182.3
2.0 98.0 0.29 686.0
2.0 162 0.22 1458.0
RELAZIONE LEGGE DI OHM 3

4. 3. Dall’elaborazione dei dati precedenti riguardanti la relazione tra resistenza e
intensità, è possibile affermare che se modifico il valore della resistenza del resistore:
- la corrente attraverso il circuito aumenta al diminuire della resistenza e diminuisce
all’aumentare della resistenza;
- il voltaggio della batteria rimane costante perché non dipende dalla resistenza.
Quanto affermato precedentemente è visibile nelle due immagini sottostanti che le quali
rappresentano due misurazioni dell’intensità di corrente in base alla resistenza.
4.
a. Se gli interruttori sono aperti, la corrente non può circolare all’interno de
circuito, pertanto due lampadine non saranno alimentate da alcuna carica elettrica.
Nel momento in cui gli interruttori vengono chiusi, la pila fornisce alle cariche
l’energia per muoversi e dunque per produrre energia elettrica. L’energia elettrica
scorre all’interno del filo metallico e giunge alla lampadina dove si trasforma in luce e
in calore. Dopo aver ceduto l’energia alle lampadine, le cariche uscenti dal polo
positivo della pila, tornano al polo negativo dove riacquisiscono l’energia per poi
ripetere il processo. Dunque la chiusura degli interruttori permette alla corrente di
fluire all’interno del filo e di alimentare le lampadine.
RELAZIONE LEGGE DI OHM 4

5. Quanto appena affermato è visibile nelle foto sottostanti dove vengono messi a
confronto i circuiti con l’interruttore aperto con quelli nei quali l’interruttore è chiuso.
b. La luminosità della lampadina è dovuta al voltaggio in quanto questo determina
l’intensità di corrente all’interno del circuito che a sua volta determina la quantità di
energia elettrica che si trasforma in energia luminosa e calore. Dunque se si
considerano due circuito con un voltaggio differente, la luminosità della lampadina
sarà maggiore nel circuito con un maggiore voltaggio. Se si considerano due circuito,
uno avente una pila e uno avente due pile, tutte con un voltaggio di 9.0 V, le
lampadine con maggiore luminosità saranno quelle del circuito con due pile in quanto
il voltaggio totale del circuito è di 18.0 V.
RELAZIONE LEGGE DI OHM 5

6. 5.
a. Come per il caso precedente, se gli interruttori sono aperti, la corrente non può
circolare all’interno de circuito, pertanto le lampadine non saranno alimentate da
alcuna carica elettrica. Nel momento in cui gli interruttori vengono chiusi, le pile
forniscono alle cariche l’energia per muoversi e dunque per produrre energia elettrica.
L’energia elettrica scorre all’interno del filo metallico e giunge alle lampadine dove si
trasforma in luce e in calore. Dopo aver ceduto l’energia alle lampadine, le cariche
uscenti dal polo positivo della pila, tornano al polo negativo dove riacquisiscono
l’energia per poi ripetere il processo. Dunque la chiusura degli interruttori permette
alla corrente di fluire all’interno del filo e di alimentare le lampadine.
b. La luminosità delle lampadine, come già detto prima, dipende dal voltaggio
delle pile in quanto queste determinano l’intensità di corrente all’interno del circuito e
dunque anche la quantità di energia elettrica che si trasforma in energia luminosa e in
calore. In questo caso, nonostante i due circuiti abbiano lo stesso voltaggio, la
luminosità delle lampadine è differente. Questo accade perché nel circuito in cui è
presente una sola lampadina, tutto il voltaggio della pila viene trasformato in energia
luminosa e in calore. Nel secondo caso, dove le lampadine del circuito sono due, il
voltaggio della pila e quindi l’intensità di corrente, deve alimentare entrambe le
lampadine. Di conseguenza le due lampadine avranno una minore luminosità rispetto
alla lampadina del primo circuito.
RELAZIONE LEGGE DI OHM 6

7. Nello svolgere le simulazioni, ho deciso di costruire alcuni circuiti per verificare le
competenze che stavo acquisendo.
Il primo circuito è costituito da una lampadina alla quale
ho collegato due cavetti, uno al polo positivo e uno al
polo negativo, che poi si collegano a loro volta ai poli
della pila. La pila presa in considerazione aveva voltaggio
di 1.5 V e ho notato che nel momento in cui collegavo i
cavetti ad essa, il voltaggio non era sufficiente per
accendere completamente la lampadina, ma generava
una luce fievole.
Il secondo circuito è costituito da una pila con voltaggio
superiore (9.0 V) alla quale ho collegato dei cavetti che ho
avvicinato ai poli della lampadina. La lampadina
utilizzata era la stessa del circuito precedente, dunque
possiamo affermare che la resistenza dei due circuiti
dovuta alla lampadina stessa è uguale. In questo caso
possiamo vedere come la tensione della pila è sufficiente
per far accendere la lampadina.
Dai due circuiti è possibile vedere la proporzionalità diretta espressa precedentemente
tra la tensione della pila e l’intensità di corrente in quanto è la carica elettrica dovuta
all’intensità di corrente a generare l’energia luminosa e il calore. Nel secondo circuito
maggiore è il voltaggio quindi maggiore è l’intensità di corrente e maggiore è l’energia
luminosa.
RELAZIONE LEGGE DI OHM 7

8. L’ultimo circuito, invece, non ha lo scopo di verificare la proporzionalità tra tensione
della pila e intensità di corrente, ma vuole verificare la proporzionalità inversa espressa
precedentemente tra resistenza e intensità di corrente. Inoltre ho utilizzato questo circuito per
raccogliere i dati che poi avrei utilizzato. La scelta di utilizzare i dati in questo modo raccolti e
non quelli della simulazione in quanto i dati vengono direttamente raccolti e trasferiti al
computer diminuendo in questo modo la probabilità di errore.
Il circuito questa volta non prevede
l’utilizzo di pile, ma è alimentato da un
cavo collegato al computer attraverso il
quale passando anche i dati raccolti.
Attraverso i due cavetti trasporto la
corrente fino alla breadboard sulla
quale ho poi costruito il circuito con
l’aiuto di ponti. In questo circuito ho
utilizzato delle diverse resistenze così
da poter evidenziare la differenza di
luminosità del led e quindi
dell’intensità di corrente.
1 caso: resistenza da 10k Ω
La resistenza utilizzata in questo
circuito è di 10k Ω, ovvero è una
resistenza molto elevata che non
permette al led di avere una luminosità
elevata.
RELAZIONE LEGGE DI OHM 8

9. 2 caso: resistenza da 1kΩ
La resistenza utilizzata in questo circuito
è di 1 k Ω, ovvero una resistenza media
che permette al led di avere una
luminosità discreta, maggiore del caso
precedente.
3 caso: resistenza da 560 Ω
La resistenza utilizzata in questo circuito
è di 560 Ω, ovvero una resistenza bassa
che permette al led di avere una
luminosità alta, maggiore di entrambi i
casi precedenti.
Da queste osservazioni possiamo dire di aver verificato la proporzionalità inversa tra la
resistenza e l’intensità di corrente.
RELAZIONE LEGGE DI OHM 9

10. In tutti i circuiti però, ho considerato come unica resistenza presente quella del led o
della lampadina, trascurando la resistenza dovuta al filo di rame. La scelta di trascurare la
resistenza del filo è dovuta al basso valore che assumerebbe.
RELAZIONE LEGGE DI OHM 10