Resistenza elettrica

• Misurazione del valore della resistenza
• Il ruolo della tensione e della corrente in un circuito semplice

Un elettrone che si muove lungo un filo o tra i componenti di un circuito incontra una resistenza. La resistenza è l’ostacolo al flusso di carica. Per un elettrone, il percorso da un terminale all’altro non è una linea retta. Si tratta piuttosto di un percorso a zigzag, risultato di innumerevoli collisioni con gli atomi fissi presenti nel materiale conduttore. Gli elettroni incontrano resistenza, un ostacolo al loro movimento. Mentre la differenza di potenziale elettrico stabilita tra i due terminali favorisce il movimento della carica, è la resistenza a ostacolarlo. La velocità con cui la carica fluisce da un terminale all’altro è il risultato dell’effetto combinato di queste due grandezze.

Il flusso di carica attraverso i fili viene spesso paragonato al flusso dell’acqua attraverso i tubi. La resistenza al flusso di carica in un circuito elettrico è analoga agli effetti di attrito tra l’acqua e le superfici dei tubi, nonché alla resistenza opposta dagli ostacoli presenti lungo il suo percorso. È proprio questa resistenza che ostacola il flusso dell’acqua e ne riduce sia la portata che la velocità di scorrimento. Come la resistenza al flusso dell’acqua, la resistenza totale al flusso di carica all’interno di un conduttore di un circuito elettrico è influenzata da alcune variabili chiaramente identificabili.

Come equazione, questa formula funge da "ricetta" algebrica per calcolare la corrente quando si conoscono la differenza di potenziale elettrico e la resistenza. Essa indica le due variabili che influenzano l’intensità della corrente in un circuito. La corrente in un circuito è direttamente proporzionale alla differenza di potenziale elettrico applicata alle sue estremità e inversamente proporzionale alla resistenza totale opposta dal circuito esterno.

La resistenza elettrica di un oggetto è una misura della sua opposizione al passaggio di una corrente elettrica costante. Un oggetto a sezione trasversale uniforme avrà una resistenza proporzionale alla sua lunghezza e inversamente proporzionale all’area della sua sezione trasversale, nonché proporzionale alla resistività del materiale.

Scoperta da Georg Ohm alla fine degli anni venti del XIX secolo, la resistenza elettrica presenta alcune analogie concettuali con il concetto meccanico di attrito. L’unità SI della resistenza elettrica è l’ohm, simbolo Ω. La grandezza reciproca della resistenza è la conduttanza elettrica, misurata in Siemens, simbolo S.

A temperatura prossima a quella ambiente, la resistenza elettrica di un metallo tipico aumenta linearmente all’aumentare della temperatura, mentre la resistenza elettrica di un semiconduttore tipico diminuisce all’aumentare della temperatura. L’entità di tale variazione di resistenza può essere calcolata utilizzando il coefficiente di temperatura della resistività del materiale mediante la seguente formula.

• Multimetro digitale — ELE-001
• Resistori (100, 220, 470 Ω) — ELE-018, ELE-019, ELE-020
• Resistori (1, 4,7, 10 kΩ) — ELE-021, ELE-022, ELE-023
• Amperometro — ELE-024
• Cavo con spina impilabile, 50 cm, colore nero, spina da 4 mm — ELE-008
• Cavo con spina impilabile, 50 cm, colore rosso, spina da 4 mm — ELE-006
• Scheda per sistemi elettrici ed elettronici — ELE-010
• Portacelle doppio — ELE-012
• Interruttore a levetta, unipolare (2 spine) — ELE-017
• Morsetti a coccodrillo — ELE-009
• Tappo di collegamento — ELE-011

• Cosa possiamo dire della corrente nel circuito se aumentiamo (o diminuiamo) la resistenza elettrica?
• Come si può calcolare il valore della resistenza utilizzando solo il grafico I-V?