Name: measuring voltage, current, and resistance
Uploaded: 2023-04-30T06:39:57.000Z
Duration: 12 min 41 s
Channel: JoVE

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High School

Physical Science

HS+Phy.P4

HS+Phy.P4U1.8

investigation-ohm-s-law-for-ohmic-and-nonohmic-conductors

Investigation Ohm's Law for Ohmic and Nonohmic Conductors

1. Familiarizzare con l'apparato
<ol><li>Per questo esperimento, utilizzare un computer per raccogliere i dati e tracciare i grafici.</li>
	<li>Carica il software per l'esperimento facendo doppio clic sull'icona "Legge di Ohm" sul desktop del computer. Quando il programma viene caricato, lo schermo dovrebbe mostrare un grafico, una tabella e, nell'angolo in basso a destra, caselle con le letture di tensione e corrente.</li>
	<li>Fare clic sul pulsante Zero e selezionare "Zero tutti i sensori" per assicurarsi che le letture di tensione e corrente leggano zero quando non sono collegate.</li>
	<li>Seguendo lo schema elettrico nella Figura 1, collegare i due conduttori sul sensore di tensione all'alimentatore, che è una scatola blu. Il cavo rosso va alla connessione + sull'alimentatore e il cavo nero va a - uno.</li>
	<li>Assicurarsi che il sensore di corrente non sia collegato e assicurarsi che la manopola di corrente sull'alimentatore sia ruotata al massimo (completamente in senso orario).</li>
	<li>Avviare la raccolta dati premendo l'icona della freccia verde (il pulsante Raccogli) sul computer.</li>
	<li>Osservare cosa succede quando la manopola di tensione dell'alimentatore viene spostata tra le impostazioni minime e massime. La regolazione della manopola consente di variare la tensione da circa +0,7 V ad almeno +5 volt.</li>
	<li>Invertire i cavi del sensore di tensione (da rosso a -, da nero a +) e ripetere i passaggi da 1,5 a 1,7. Questa volta, la regolazione della manopola fornisce un intervallo di tensione compreso tra circa -0,7 V e -5 V. Pertanto, regolando la tensione di alimentazione e invertendo i cavi, è disponibile quasi l'intera gamma di tensioni tra -5 V e +5 V con cui lavorare in questo esperimento. Si noti che l'alimentatore utilizzato in questo esperimento non può mettere tensioni inferiori a 0,7 volt (una caratteristica insolita), ma c'è più che sufficiente di un intervallo per determinare le relazioni di interesse.</li>
</ol><img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10116/10116fig1.jpg">
Figura 1: Questo schema elettrico mostra l'alimentazione (contrassegnata con i simboli + e -) e il sensore di tensione (V) collegati da due fili.
2. Indagare sulla legge di Ohm
Nota: in questa parte dell'esperimento, l'obiettivo è osservare i grafici di corrente rispetto alla tensione.
<ol><li>Per modificare ciò che viene visualizzato su un asse, fare clic sull'etichetta dell'asse, selezionare l'opzione appropriata per visualizzare le informazioni desiderate e (solo per l'asse y) rimuovere i controlli per gli elementi indesiderati sul display. Impostate il grafico in modo da mostrare la corrente sull'asse y e il potenziale sull'asse x.</li>
	<li>Per impostare correttamente le scale, fare clic su uno dei numeri a sinistra dell'asse y. Viene visualizzata una casella per immettere un minimo di -0,3 e un massimo di 0,3 per il ridimensionamento manuale. Ripetete l'operazione per l'asse x facendo clic su un numero sotto l'asse x per visualizzare la casella delle impostazioni. Questa volta, inserisci -6 come minimo e 6 come massimo. Questo prepara il grafico a visualizzare correnti comprese tra -0,3 e +0,3 A e tensioni comprese tra -5 V e +5 V.</li>
	<li>Seguendo lo schema elettrico nella Figura 2,collegare il circuito per misurare la tensione e la corrente attraverso un resistore Ω 100.</li>
	<li>Utilizzare una scatola di resistenza come resistore. Impostalo per 100 Ω. Sull'alimentatore, ruotare sia la corrente che la tensione al massimo.</li>
	<li>Premere l'icona della freccia verde per avviare la raccolta dati.</li>
	<li>Per alcuni secondi, abbassare la tensione al minimo, quindi invertire rapidamente i cavi all'alimentazione. Per alcuni secondi, ruotare nuovamente la manopola di tensione verso il massimo. Ciò dovrebbe risultare in un grafico di corrente rispetto alla tensione, che va da circa -5 volt a +5 volt.</li>
	<li>Ripeti il processo fino a quando non sei soddisfatto del grafico, seleziona il menu Dati e scegli "Memorizza ultima esecuzione".</li>
	<li>Osserva che il grafico della corrente rispetto alla tensione è una linea retta. Premi il pulsante Regressione per eseguire un adattamento lineare ai dati e registrare la pendenza della linea.<ol>
<li>
La Figura 4 mostra il grafico della corrente rispetto alla tensione per il resistore contrassegnato con 100 Ω. Un adattamento lineare ai dati si traduce in una pendenza di 0,00991 A/V. L'inverso della resistenza è 0,0100 A / V, che è una buona corrispondenza con la pendenza.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Modificare la resistenza della casella di resistenza a 200 Ω e ripetere i passaggi 2,6-2,9.</li>
	<li>Confrontare i due valori di pendenza con i valori di resistenza corrispondenti e determinare la relazione tra corrente, tensione e resistenza.<ol>
<li>
La Figura 5 mostra il grafico corrente vs tensione per il resistore contrassegnato con 200 Ω. Un adattamento lineare ai dati si traduce in una pendenza di 0,00510 A/V. L'inverso della resistenza è 0,00500 A / V, che è una buona corrispondenza con la pendenza.</li>
	</ol>
</li>
	<li>La pendenza del grafico corrente rispetto alla tensione risulta essere l'inverso della resistenza. Questo può essere scritto come: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/10116/10116eq1.jpg"> o <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/10116/10116eq2.jpg"><ol>
<li>La corrente inviata dall'alimentatore è proporzionale alla tensione e inversamente proporzionale alla resistenza. Quando la corrente è rappresentata graficamente in funzione della tensione, la pendenza della linea dovrebbe essere l'inverso della resistenza.</li>
	</ol>
</li>
</ol> <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/10116/10116fig2.jpg"> Figura 2: Questo schema elettrico mostra l'alimentatore collegato a un resistore da 100 Ω, con il sensore di tensione (V) che misura la differenza di potenziale attraverso il resistore e l'amperometro che misura la corrente attraverso di esso.
 
 <img alt="Figure 3" src="/files/ftp_upload/10116/10116fig3.jpg"> Figura 3: In questo schema elettrico, il resistore viene sostituito da una lampadina ed è stato aggiunto un interruttore. L'interruttore è inizialmente aperto, in modo che la lampadina sia spenta all'inizio. <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/10116/10116fig4.jpg"> Figura 4: Grafico corrente vs tensione con un resistore contrassegnato a 100 Ω. Un adattamento lineare ai dati si traduce in una pendenza di 0,00991 A / V. Si noti che i dati mancanti al centro del grafico sono semplicemente un artefatto del particolare alimentatore utilizzato nell'esperimento, che ha l'insolita caratteristica di non produrre tensioni inferiori a circa 0,7 V. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/10116/10116fig5.jpg"> Figura 5: Grafico della corrente rispetto alla tensione con un resistore contrassegnato a 200 Ω. Un adattamento lineare ai dati si traduce in una pendenza di 0,00510 A/V.
3. Indagare sulle lampadine
<ol><li>Sostituire il resistore del circuito precedente con una piccola lampadina a incandescenza ( Figura 3). Ripeti l'esperimento, ottenendo un grafico della corrente in funzione della tensione per la lampadina. Notare eventuali differenze nella forma del grafico per la lampadina rispetto al resistore.<ol>
<li>
La Figura 6 mostra un grafico della corrente rispetto alla tensione per la lampadina a incandescenza. In generale, la corrente aumenta all'aumentare della tensione, ma il grafico non è lineare come i grafici per i resistori. Il grafico mostra anche che la corrente è, in generale, più alta a una data tensione quando la tensione è in aumento, rispetto al suo valore a quella stessa tensione quando la corrente sta diminuendo.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ora, traccia la corrente rispetto al tempo invece della corrente rispetto alla tensione. Per fare ciò, fai clic sull'etichetta "tensione" sull'asse orizzontale per visualizzare l'elenco delle variabili su cui è possibile tracciare il grafico e scegli il tempo anziché la tensione.</li>
	<li>Alzare la tensione, in modo che la lampadina si risplende brillantemente, quindi spegnere l'alimentatore, utilizzando l'interruttore on / off. Fare clic sul pulsante Raccogli (freccia verde) sullo schermo per avviare la raccolta dei dati e riaccettare l'alimentatore.<ol>
<li>Osservate il grafico, mostrato nella Figura 7. La corrente attraverso la lampadina va ad un livello elevato quando l'alimentatore è acceso, quindi scende a un valore costante inferiore. Questo è molto diverso dal comportamento di un resistore standard, che in genere salterebbe direttamente a un valore costante quando l'alimentatore è acceso.</li>
		<li>La spiegazione di entrambe queste osservazioni è la stessa. Maggiore è la temperatura del filamento della lampadina, maggiore è la resistenza. Quando la lampadina è spenta ( Figura 7), il filamento è a temperatura ambiente con una resistenza relativamente bassa. Quando la lampadina viene quindi accesa, la corrente salta ad un livello elevato a causa della bassa resistenza, ma man mano che il filamento si riscalda e la resistenza aumenta, la corrente diminuisce. Alla fine, la temperatura si stabilizza e la corrente è costante.</li>
		<li>Quando la tensione aumenta ( Figura 6), il filamento si sta riscaldando, quindi con un filamento più freddo la resistenza è inferiore e la corrente più alta. Per la seconda metà del grafico, quando la tensione si riduce, il filamento si raffredda da una temperatura più elevata, e quindi ha una resistenza più elevata e una corrente inferiore.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Infine, torna alla corrente rispetto alla tensione e utilizza un LED al posto della lampadina.</li>
	<li>Come prima, ottenere un grafico della corrente in funzione della tensione per il LED. Assicurati di utilizzare tensioni sia positive che negative per vedere l'intera gamma del comportamento del circuito con il LED.<ol>
<li>
La Figura 8 mostra il grafico della corrente rispetto alla tensione per un LED. Il diodo non consente alla corrente di fluire in una direzione, quando la tensione è negativa; tuttavia, quando la tensione è positiva e al di sopra di una certa soglia, la corrente scorre e aumenta con la stessa rapidità con cui la tensione aumenta. In questo modo, il diodo funge da valvola unizionale per la corrente. Si noti che il filamento della lampadina e i resistori non mostrano tale direzionalità.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/10116/10116fig6.jpg"> Figura 6: Grafico della corrente rispetto alla tensione per una lampadina a incandescenza. Il grafico inizia in basso a sinistra, quindi segue la traccia superiore man mano che la tensione aumenta e la lampadina diventa molto luminosa. La tensione è stata quindi diminuita e il grafico ha seguito la traccia inferiore fino in basso a sinistra.
<img alt="Figure 7" src="/files/ftp_upload/10116/10116fig7.jpg"> Figura 7: Grafico corrente vs tempo per una lampadina a incandescenza. La lampadina era spenta, e quindi la tensione è stata accesa intorno al segno di 1,4 secondi e mantenuta a un valore costante. La corrente ha raggiunto il picco a circa 0,57 A, per poi scendere a un valore costante di circa 0,27 A.
<img alt="Figure 8" src="/files/ftp_upload/10116/10116fig8.jpg"> Figura 8: Grafico della corrente rispetto alla tensione per un diodo. Un diodo, in un certo senso, agisce come una valvola unizionale per la corrente. Il diodo non consente alla corrente di fluire quando la tensione è negativa, ma quando la tensione è positiva e al di sopra di una certa soglia, la corrente scorre e aumenta con la stessa rapidità con cui la tensione aumenta in una direzione.

I gadget elettronici sono onnipresenti nel mondo di oggi e la legge di Ohm ha un ruolo da svolgere in ciascuno di questi gadget. Ad esempio, una torcia progettata per funzionare su due batterie da 1,5 volt in serie (per un totale di 3 volt), deve avere una lampadina con una resistenza appropriata, in modo che le batterie forniscano una quantità appropriata di corrente per consentire alla lampadina di brillare brillantemente, senza bruciarsi. La legge di Ohm aiuta a guidare quella scelta di lampadina. 
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leggi di ohm per conduttori ohmici e non ohmici

Fonte: Andrew Duffy, PhD, Dipartimento di Fisica, Boston University, Boston, MA
Questo esperimento indaga la legge di Ohm, che mette in relazione corrente, tensione e resistenza.
Uno degli obiettivi dell'esperimento è quello di acquisire familiarità con gli schemi elettrici e la terminologia coinvolta nei circuiti di base, come resistore, resistenza, corrente, tensione e alimentazione. Alla fine dell'esperimento, si acquisisce familiarità con come collegare un circuito e come misurare sia la corrente che passa attraverso un componente del circuito che la differenza di potenziale, o tensione, attraverso di esso.
In un circuito, una batteria o un alimentatore fornisce una tensione misurata in volt (V) che rende il flusso di carica. Altri elementi del circuito, come lampadine o resistori (che spesso sono solo fili lunghi e stretti avvolti in bobine) limitano la velocità con cui scorre la carica. La velocità di flusso della carica è nota come corrente misurata in ampere (A), o ampere in breve, e il grado in cui resistori e filamenti di lampadine limitano il flusso è noto come la loro resistenza misurata in ohm (Ω). Questo esperimento comporta un'esplorazione della legge di Ohm, che mette in relazione tensione, corrente e resistenza. 
Questo esperimento esplora anche la differenza tra un componente del circuito di base chiamato resistore e una lampadina e un diodo a emissione luminosa (LED). Lampadine e LED fanno parte di molti dispositivi comuni e vengono utilizzati per varie applicazioni di illuminazione, e quindi è utile capire come funzionano.

Leggi di Ohm per conduttori ohmici e non ohmici

Source: Andrew Duffy, PhD, Department of Physics, Boston University, Boston, MA
This experiment investigates Ohm's law, which relates current, voltage, ...

La legge di Ohm mette in relazione tensione, corrente e resistenza per un componente elettrico o un circuito. La tensione, V, la corrente, I e la resistenza, R, sono fondamentali per il funzionamento di tutti i dispositivi elettronici come radio, lettori musicali e computer, nonché per applicazioni elettriche più semplici come il cablaggio domestico, le scatole dei fusibili e l'illuminazione domestica. I circuiti in tutti questi casi si comportano in modo prevedibile e possono essere progettati razionalmente a causa della legge di Ohm. Questo video introdurrà la terminologia del circuito, i simboli e gli schemi, quindi dimostrerà come cablare un circuito semplice. Inoltre, verranno misurate la corrente attraverso un componente e la tensione attraverso un componente. L'uscita di un alimentatore o di una batteria ha sia i terminali positivi che negativi, che definiscono rispettivamente i valori alti e bassi di una grandezza chiamata potenziale elettrico. La differenza in questo potenziale elettrico è la tensione, misurata in volt. Per saperne di più su queste terminologie, si prega di vedere il video sul potenziale elettrico in questa raccolta. Un circuito è una rete di componenti collegati tra loro per svolgere una particolare funzione. La corrente è il movimento di una quantità di carica al secondo ed è misurata in ampere, o ampere, in breve. È interessante notare che solo gli elettroni, che hanno carica negativa, si muovono attraverso i fili in un circuito. A causa della loro carica negativa, gli elettroni fluiscono nella direzione opposta a quella della corrente. La corrente elettrica può fluire solo attraverso fili e componenti collegati in un circuito completo, proprio come la corrente d'acqua da un serbatoio attraverso una pompa, in una ruota idraulica e di nuovo nel serbatoio. In una certa misura tutti gli elementi elettrici ostacolano il flusso di corrente, come il collo di bottiglia in un tubo che riduce il flusso d'acqua. La resistenza descrive questo fenomeno ed è misurata in ohm. La legge di Ohm definisce la resistenza come la tensione attraverso un componente divisa per la corrente attraverso il componente. Per i componenti specificamente chiamati resistori, la resistenza è approssimativamente costante. Il resistore su un circuito stampato comune è in genere un piccolo oggetto cilindrico con bande che rappresentano un codice colore per la resistenza. Per la legge di Ohm, la corrente attraverso una resistenza costante è direttamente proporzionale alla tensione applicata e inversamente proporzionale alla resistenza. In realtà, la resistenza della maggior parte dei materiali generalmente aumenta all'aumentare della temperatura. La resistenza di alcuni dispositivi, come i diodi, varia anche in base alle condizioni operative, ovvero tensione e corrente, nonché ad altri fattori. Un diodo è un dispositivo che, con un'ottima approssimazione, consente alla corrente di fluire in una sola direzione. Di conseguenza, si comporta come una valvola unidirezionale, facendo passare la corrente attraverso una resistenza molto bassa nella direzione "avanti" e proibendo la corrente con una resistenza estremamente elevata in "retromarcia". Un diodo a emissione luminosa, noto anche come "LED", è un diodo che viene illuminato con il flusso di corrente diretta. Come un semplice diodo, un LED non fa passare la corrente nella direzione inversa, nel qual caso non si accende. Con una semplice relazione tra tensione, corrente e resistenza, la legge di Ohm - spesso espressa come V uguale a I volte R - rende possibile calcolare una qualsiasi di queste grandezze se le altre due sono note. Questo video mostrerà che la tensione attraverso un componente e la corrente attraverso di esso possono essere facilmente misurate. Questi esperimenti dimostreranno anche la legge di Ohm in vari circuiti e illustreranno la relazione tra corrente e tensione per un resistore, una lampadina e un diodo a emissione di luce. L'apparato di misura è costituito da un sensore di tensione, un sensore di corrente, un alimentatore, un sistema di misurazione controllato da computer e i componenti da testare. Per caricare il software di misurazione, fare doppio clic sull'icona "Legge di Ohm" sul desktop del computer. Dopo che il programma è stato caricato, lo schermo dovrebbe visualizzare un grafico, una tabella e, nell'angolo in basso a sinistra, caselle con le misure di tensione e corrente. Fare clic sul pulsante "Zero" e selezionare "Azzerare tutti i sensori" per rimuovere gli offset nel sistema di acquisizione dati. Le letture di tensione e corrente dovrebbero essere pari a zero quando i cavi dell'apparecchio non sono collegati a nulla. Selezionare i dati che verranno tracciati facendo clic sull'etichetta dell'asse e selezionando l'opzione desiderata. Solo per l'asse y, deselezionare gli elementi che non verranno stampati. Impostare il grafico in modo che mostri la corrente sull'asse y e la tensione sull'asse x. Quindi, imposta la scala dell'asse y su da 0,3 a 0,3 ampere positivi e imposta la scala dell'asse x su 5 a 5 volt positivi. Nel primo esperimento viene utilizzata una scatola di resistenza, che può essere impostata per diversi valori di resistenza, per osservare come la corrente varia con la tensione di un resistore. Impostare la scatola della resistenza su 100 ohm. Quindi collegare insieme l'alimentatore, i sensori di tensione e corrente e la scatola della resistenza come mostrato nello schema elettrico. Infine, impostare sia l'uscita in corrente che quella in tensione dell'alimentatore ai valori massimi. Fare clic sull'icona della freccia verde per avviare la raccolta dei dati. Ridurre lentamente la tensione di alimentazione al suo valore minimo. Quindi, invertire i cavi dell'alimentatore e aumentare lentamente la tensione fino al suo valore massimo. Ciò dovrebbe risultare in un grafico della corrente rispetto alla tensione, che copre l'intervallo da -5 a +5 volt. Ripetere questo processo fino a quando il grafico non è privo di rumore, quindi memorizzare i dati. Per la resistenza da 100 ohm, il grafico della corrente rispetto alla tensione è una linea retta. Eseguire un adattamento lineare ai dati e registrare la pendenza della linea. La pendenza dovrebbe essere molto vicina a 0,0100 amp/volt, l'inverso della resistenza. Ora imposta la scatola della resistenza a 200 ohm e ripeti l'esperimento per ottenere un altro grafico della corrente rispetto alla tensione nell'intervallo da -5 a +5 volt. Questa volta la pendenza dovrebbe essere molto vicina a 0,00500 amp/volt, ancora una volta l'inverso della resistenza. Per una resistenza costante, la legge di Ohm afferma che la corrente attraverso il resistore è proporzionale alla tensione applicata e inversamente proporzionale alla resistenza. Ciò è evidente nei dati per entrambe le resistenze da 100 ohm e 200 ohm. Per il prossimo esperimento, sostituire la scatola del resistore con una piccola lampadina a incandescenza, come mostrato nel diagramma schematico. Impostare il controllo della tensione sull'alimentatore al massimo e iniziare la raccolta dei dati. Ridurre lentamente la tensione al valore minimo, quindi aumentare lentamente la tensione fino al massimo. Il computer visualizzerà un grafico della corrente rispetto alla tensione nell'intervallo da circa +0,7 a +5 volt. Invertire i cavi di alimentazione, impostare il controllo della tensione al massimo e ripetere il processo di riduzione della tensione al valore minimo e aumentarla nuovamente al valore massimo. Il computer visualizzerà un grafico della corrente rispetto alla tensione nell'intervallo da -0,7 a -5 volt circa. Il grafico della corrente rispetto alla tensione per la lampadina non è così lineare come per i resistori. Il grafico mostra anche che, in generale, la corrente è più alta a una data tensione quando la tensione è in aumento, rispetto a quella che è alla stessa tensione quando la tensione è in diminuzione. Quando la tensione aumenta, il filamento si sta riscaldando. Con un filamento che si avvia più freddo, la resistenza è più bassa e la corrente è più alta. Quando la tensione diminuisce, il filamento si sta raffreddando da una temperatura più elevata, quindi ha una resistenza più alta e una corrente più bassa allo stesso punto di funzionamento. Ora traccia la corrente rispetto al tempo invece che la corrente rispetto alla tensione. Per fare ciò, modificare l'asse orizzontale per misurare il tempo. Regola la tensione al massimo, in modo che la lampadina si illumini intensamente. Quindi spegnere l'alimentazione. Fare clic sulla freccia verde per avviare la raccolta dei dati e quindi riaccendere l'alimentazione. La corrente attraverso la lampadina è alta subito dopo l'accensione dell'alimentatore, quindi scende a un valore più basso e costante. Mentre la lampadina è spenta, il filamento è a temperatura ambiente e ha una resistenza relativamente bassa. Quando la lampadina viene accesa per la prima volta, la corrente salta a un livello elevato a causa di quella bassa resistenza. Tuttavia, la resistenza del filamento aumenta in modo significativo con la temperatura: man mano che il filamento si riscalda, la resistenza aumenta e la corrente diminuisce. Alla fine la sua temperatura si stabilizza e la corrente è costante. Infine, impostare l'asse in modo che visualizzi nuovamente la corrente rispetto alla tensione e utilizzare un diodo a emissione di luce, un "LED", al posto della lampadina. La corrente massima per i LED comuni è di circa 30 mA, quindi la corrente deve essere attentamente monitorata per evitare di bruciare il LED. Utilizzare la procedura degli esperimenti precedenti per ottenere un grafico della corrente in funzione della tensione per il LED. Per prima cosa applicare una tensione positiva attraverso il LED e regolare la tensione di alimentazione dal massimo al minimo. Quindi commutare i cavi di alimentazione e regolare la tensione dal minimo al massimo per osservare la direzionalità del LED. Il grafico risultante mostra che un LED consente il flusso di corrente solo quando la tensione è positiva e superiore a una certa soglia. Una volta che il diodo si "accende", la corrente aumenta rapidamente all'aumentare della tensione. Tuttavia, non scorre corrente per la tensione negativa. Questo comportamento dimostra come un LED si comporta come una valvola unidirezionale per la corrente. I gadget elettronici sono onnipresenti nel mondo di oggi e la legge di Ohm ha un ruolo da svolgere in ognuno di questi gadget. Ad esempio, la lampadina di una torcia è progettata per funzionare con due batterie da 1,5 volt in serie. Pertanto, è necessario scegliere una lampadina con una resistenza adeguata, in modo che le batterie forniscano una quantità adeguata di corrente per far brillare la lampadina, senza bruciarsi. La legge di Ohm aiuta a guidare la scelta della lampadina. Un'altra applicazione della legge di Ohm è quella di limitare la corrente fornita a un determinato dispositivo, magari per ridurre il rischio di scosse elettriche, o per proteggere il dispositivo stesso. La legge di Ohm ci dice che, per una data tensione, maggiore è la resistenza, minore è la corrente. Pertanto, posizionando una resistenza in serie con il dispositivo, possiamo limitare la corrente che scorre attraverso il dispositivo e quindi prevenire potenziali danni. Hai appena visto l'introduzione di JoVE alla legge di Ohm. A questo punto è necessario comprendere la relazione tra la tensione di un componente elettrico, la sua resistenza e la corrente risultante che lo attraversa, nonché le differenze nel comportamento elettrico di resistori, lampadine e diodi emettitori di luce. Grazie per l'attenzione!

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measuring voltage, current, and resistance

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standing waves

Standing Waves on a Slinky

Standing waves on a slinky show how wave superposition and reflection can create stable patterns. These waves, also called stationary waves, appear to stay in place even though the material is moving up and down. They are formed when two waves travel in opposite directions with the same frequency and amplitude. Standing waves are easy to spot in finite media. A plucked guitar string is a common example. Water in a lake and air in a room can also show this behavior. On a string fixed at both...

sound waves and doppler shift

Measuring Sound Speed with Motion

Sound waves and motion are the focus of this high school physics experiment. The lesson connects how sound travels through air with how the sound changes when the source moves. It also shows how to measure the speed of sound in air. Waves are disturbances that move through a material medium or through empty space. Light waves can travel through a vacuum and through some forms of matter. They are transverse waves, which means the oscillations are perpendicular to the direction of travel. Sound...

physics ii

Questa collezione esplora argomenti quali l'elettrostatica, il magnetismo, l'ottica, le oscillazioni basate su onde e i circuiti elettrici; spiega inoltre i principi alla base
dei fenomeni fisici che hanno cambiato il nostro mondo.

Measure voltage, current, and resistance in basic circuits while learning circuit diagrams, wiring, and how resistors, light bulbs, and LEDs behave.

Measuring Voltage, Current, and Resistance | JoVE K12

Andrew Duffy

Overview

Principles of Ohm&#8217;s law

Investigating Ohm&#8217;s Law for Ohmic Resistors

Investigating Ohm&#8217;s Law for Nonohmic Resistors

Applications

Summary

Energy and Work

Source: Ketron Mitchell-Wynne, PhD,&#160;Asantha Cooray, PhD, Department of Physics &#38; Astronomy, School of Physical Sciences, University of ...

Power and Energy

Energy is the total work required to drive the current through the circuit.
A rise in voltage results in more work done, passing more current, resulting ...

Heat Flow and Specific Heat

Heat is a type of energy transfer that is caused by a temperature difference, and it can change the temperature of an object. Since heat is a form of ...

Mechanisms of Heat Transfer I

Just as interesting as the effects of heat transfer on a system are the methods by which the heat transfer occur. Whenever there is a temperature ...

Mechanisms of Heat Transfer II

In convection, thermal energy is carried by the large-scale flow of matter. Ocean currents and large-scale atmospheric circulation, which result from the ...

conduction-convection-and-radiation-problem-solving

Conduction, Convection and Radiation: Problem Solving

There are three methods by which heat transfer can take place: conduction, convection, and radiation. Each method has unique and interesting ...

testing-the-heat-transfer-efficiency-of-a-finned-tube-heat-exchanger

Testing the Heat Transfer Efficiency of a Finned-tube Heat Exchanger

Source: Michael G. Benton and Kerry M. Dooley, Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA
Heat exchangers transfer ...

using-tray-dryer-to-investigate-convective-conductive-heat

Using a Tray Dryer to Investigate Convective and Conductive Heat Transfer

Source: Michael G. Benton and Kerry M. Dooley, Department of Chemical Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA
Dryers are utilized in ...

Transformers

A device that transforms voltages from one value to another using induction is called a transformer. A transformer consists of two separate coils, or ...

conservation-of-energy-approach-to-system-analysis

Conservation of Energy Approach to System Analysis

Source: Ricardo Mejia-Alvarez and Hussam Hikmat Jabbar, Department of Mechanical Engineering, Michigan State University, East Lansing, MI
The purpose of ...

Dye-sensitized Solar Cells

Source: Tamara M. Powers, Department of Chemistry, Texas A&#38;M University
Today&#39;s modern world requires the use of a large amount of energy. While ...

Batteries and Fuel Cells

A battery is a galvanic cell that is used as a source of electrical power for specific applications. Modern batteries exist in a multitude of forms to ...

Design, evaluate, and refine a device that works within given constraints to transfer energy within a system.

HS+Phy.P4U2.7

What is Energy?

The universe is composed of matter in different forms, and all forms of matter contain energy. &#xA0;The different forms of energy on Earth originate from ...

Thermodynamic Systems

A thermodynamic system is a set of objects whose thermodynamic properties are of interest. The system is considered to be embedded in its surroundings or ...

Work

Work is done when energy is transferred from one object to another. In other words, work is when a force acts on something that undergoes a displacement ...

Kinetic Energy - I

It&#8217;s plausible to suppose that the greater the velocity of a body, the greater effect it could have on other bodies. This does not depend on the ...

Gravitational Potential Energy

Potential energy is not just a property of each object, but also a property of the interactions between objects in a chosen system. For each type of ...

Elastic Potential Energy

Elastic potential energy is the energy stored as a result of the deformation of an elastic object, such as the stretching of a spring. An object is ...

Work-energy Theorem

According to Newton&#x2019;s second law of motion, the sum of all the forces acting on a particle (net force) determines the rate of change in the ...

Power

The concept of work involves force and displacement; meanwhile, the work-energy theorem relates the net work done on a body to the difference in its ...

Phase Changes

Phase transitions play an important theoretical and practical role in the study of heat flow. In melting or fusion, a solid turns into a liquid; the ...

Heating and Cooling Curves

When a substance&#8212;isolated from its environment&#8212;is subjected to heat changes, corresponding changes in temperature and phase of the substance ...

Calorimetry

When objects at different temperatures are placed in contact with each other but isolated from everything else, they attain thermal equilibrium. A ...

Constant Volume Calorimetry

Calorimeters are useful to determine the heat released or absorbed by a chemical reaction. Coffee cup calorimeters are designed to operate at constant ...

Constant Pressure Calorimetry

Calorimetry is a technique used to measure the amount of heat involved in a chemical or physical process or to measure the heat transferred to or from a ...

Internal Energy

The internal energy of a thermodynamic system is the sum of the kinetic and potential energies of all the molecules or entities in the system. The kinetic ...

Enthalpy

Chemists ordinarily use a property known as enthalpy (H) to describe the thermodynamics of chemical and physical processes. Enthalpy is defined as the sum ...

First Law of Thermodynamics

A change in the internal energy of a system depends on the the net heat transfer into the system and the net work done by the system. The first law of ...

first-law-of-thermodynamics-problem-solving

First Law Of Thermodynamics: Problem-Solving

The first law of thermodynamics states that the change in internal energy of the system is equal to the net heat transfer into the system minus the net ...

using-differential-scanning-calorimetry-to-measure-changes-in-enthalpy

Using Differential Scanning Calorimetry to Measure Changes in Enthalpy

Source: Laboratory of Dr. Terry Tritt &#8212; Clemson University
Differential Scanning Calorimetry (DSC) is a method of thermodynamic analysis based on ...

Analyze and interpret data to quantitatively describe changes in energy within a system and/or energy flows in and out of a system.

HS+Phy.P4U1.6

Gel Purification

Gel purification is used to recover DNA fragments after electrophoretic separation. DNA recovery from an agarose gel includes three basic steps: binding, ...

Voltage

The movement of electrons in a conductor requires some form of energy or work, usually provided by an external force, like a battery. This force is called ...

Electrical Current

Electrical current is defined as the rate at which charge flows. When there is a large current present, such as that used to run a refrigerator, a large ...

Ohm's Law

Many materials exhibit a simple relationship between the values of current, voltage, and resistance, known as Ohm&#8217;s law. The current that flows ...

Resistance

When a current moves through any conductor, the conductor causes some level of difficulty for the current to flow. The measure of that difficulty is known ...

Electrical Power

Electric power is the product of current and voltage, represented in units of joules per second, or watts. For example, cars often have one or more ...

Energy Transfer in Chemical Reactions

Chemical reactions require sufficient energy to cause the matter to collide with enough precision and force that old chemical bonds can be broken and new ...

power-dissipated-in-a-circuit-problem-solving

Power Dissipated in a Circuit: Problem Solving

The equivalent resistance of a combination of resistors depends on their values and how they are connected.
The simplest combinations of resistors are ...

Kirchhoff's Current Law

Kirchhoff&#39;s current law, or KCL, is based on the law of charge conservation. It states that the total current entering and leaving a node in a circuit ...

Kirchhoff's Voltage Law

Kirchhoff&#39;s voltage law, or KVL, is based on the principle of energy conservation.
It states that the algebraic sum of all voltages around a closed ...

Resistors In Series

A resistor is an ohmic device that limits the flow of charge in a circuit. Most circuits have more than one resistor. If several resistors are connected ...

Resistors In Parallel

Resistors are in parallel when one end of all the resistors are connected to a continuous wire of negligible resistance and the other end of all the ...

Combination Of Resistors

Electrical devices in any circuit can be connected either by series or parallel connections. Additionally, circuits can be connected involving both of ...

Equivalent Resistance

In circuit analysis, situations often arise where resistors are neither in series nor parallel configurations. To tackle such scenarios, three-terminal ...

Use mathematics and computational thinking to explain the relationships between power, current, voltage, and resistance.

Measuring Voltage, Current, and Resistance

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