Resistenza elettrica
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La resistenza elettrica è una grandezza fisica che misura la tendenza di un componente elettrico di opporsi al passaggio di una corrente elettrica quando è sottoposto ad una tensione. Questa opposizione si manifesta con un riscaldamento del componente (Effetto Joule) e dipende dal materiale con cui è realizzato, dalle sue dimensioni, dalla sua temperatura e (nel caso di correnti alternate) dalla frequenza della corrente.
La resistenza è data da:
dove:
R è la resistenza tra gli estremi del componente misurata in ohm
V la tensione a cui è sottoposto il componente, misurata in volt
I è la corrente che attraversa il componente misurata in ampere
Le unità di misura riportate sono quelle del Sistema Internazionale di unità di misura. Il simbolo usato per la resistenza è la lettera greca maiuscola omega: Ω. Il suo reciproco è chiamato conduttività elettrica ed è misurata in siemens (simbolo: una S maiuscola). Quando, al variare della tensione applicata, la corrente varia in maniera proporzionale (e quindi il loro rapporto, la resistenza, si mantiene costante) si dice che il componente ha un comportamento "ohmmico" in quanto segue la legge di Ohm.
| Indice |
Potenza dissipata
Si è detto che la presenza di una resistenza determina un riscaldamento del componente. Più precisamente la potenza dissipata in calore è data dalla relazione:
dove:
P è la potenza misurata in watt (le altre grandezze sono state già definite sopra).
Questo effetto è utile in alcune applicazioni come le lampade ad incandescenza, ma non è certo voluto nelle linee di distribuzione dell'energia elettrica.
Resistenza di un filo conduttore
La resistenza R di un filo può essere calcolata
dove:
L è la lunghezza del filo, misurata in metri
A è l'area della sezione, misurata in metri2
ρ (lettera greca: ro minuscola) è la resistività elettrica (detta anche resistenza elettrica specifica o resistività) del materiale, misurata in ohm · metro. È la misura della capacità del materiale di opporsi al fluire in esso della corrente elettrica (indipendentemente dalle sue dimensioni e dalla sua forma). Frequentemente la resistenza specifica viene data in Ohm x mm2 / m e ciò esprime la resistenza in Ohm di uno specifico materiale di lunghezza 1 metro e sezione 1 mm2. Ad es la resistenza specifica del rame è 0,0175 Ohm x mm2 / m e ciò sta ad indicare che un filo di rame di lunghezza 1 metro e sezione 1 mm2 ha una resistenza elettrica di 0,0175 Ohm.
Nota aggiuntiva: vi sono due motivi per cui una piccola sezione del filo tende ad aumentare la sua resistenza. Uno è che gli elettroni, che hanno tutti la stessa carica negativa, si respingono tra di loro. Quindi c'è una resistenza alla loro compressione in un piccolo spazio. L'altro motivo è dovuto al fatto che gli elettroni 'si urtano' tra di loro generando scattering (in inglese letteralmente: sparpagliamento, dispersione) e quindi mutano la loro traiettoria originale. (Una discussione più approfondita si trova a pag. 27 di ""Industrial Electronics,..."; autore: D. J. Shanefield; editore: Noyes Publications, Boston, 2001).
Resistenza differenziale
Quando la resistenza non è costante ma dipende dalla tensione e dalla corrente si definisce la resistenza differenziale o resistenza incrementale. Essa è il coefficiente angolare della retta tangente alla curva nel diagramma che rappresenta V-I (tensione in funzione della corrente) nel particolare punto che interessa, cioè la derivata della tensione rispetto alla corrente in quel punto della curva:
Talvolta, quella appena definta, viene chiamata semplicemente resistenza, benché le due definizioni siano equivalenti solo per un componente "ohmmico" come un resistore ideale che nel piano [V-I] è una retta. Se la funzione V-I non è monotòna (cioè ha un picco o un avallamento) la resistenza differenziale sarà negativa per alcuni valori di tensione e corrente. Questa proprietà è spesso chiamata resistenza negativa, anche se è più corretto chiamarla resistenza differenziale negativa, visto che la resistenza assoluta (tensione divisa per la corrente) resta sempre positiva.
Voci correlate
- Conduzione elettrica
- Partitore di tensione
- Divisori di corrente
- Resistenza termica
- Resistività elettrica
- Conducibilità elettrica
- Conduttività elettrica
- Resistore
Collegamenti esterni
- resistenza, reattanza e impedenza
- Calcolo: resistenza elettrica, tensione, corrente e potenza (in inglese)