LEGGE DI OHM

Il fisico tedesco Ohm (1784-1854) agli inizi del 1800 dimostrò che in un filo conduttore percorso da corrente elettrica esiste una relazione tra la d.d.p. ai suoi capi, la resistenza del filo e l'intensità di corrente che percorre il conduttore. Egli formulò due importanti leggi che prendono il suo nome.

Prima legge di Ohm

In un filo conduttore l'intensità di corrente ( I ) è direttamente proporzionale al voltaggio ( V ) ed inversamente proporzionale alla resistenza ( R ). Con parole più semplici possiamo dire che, in un circuito, la corrente aumenta all'aumentare della tensione della pila o al diminuire della resistenza del circuito stesso. La corrente diminuisce se diminuisce la tensione della pila o aumenta la resistenza del circuito.

Questi concetti sono riassunti nella prima legge di Ohm, che ha la seguente formula:

                                                                          I = V / R

Dalla formula I= V / R si possono ricavare le formule inverse che, in un circuito, ci permettono di calcolare il voltaggio ( conoscendo l'intensità e la resistenza ) o la resistenza ( conoscendo il voltaggio e l'intensità ):

                                        V= I x R                                                            R= V / I

Questa applet ( cliccare sull' immagine ) mostra un circuito elettrico (ridotto all'essenziale) idoneo alla verifica dell'applicazione della legge di Ohm; nel circuito sono inseriti:

• una resistenza (R1);
• un amperometro (A);
• un generatore di f.e.m. (G);

• la resistenza può variare il proprio valore da 2 a 20 W; a seconda del valore della resistenza, il simbolo che la rappresenta cambia colore;
• l'amperometro può misurare da un minimo di 0.25 ad un massimo di 10.0 A;
• il generatore di f.e.m. può erogare una ddp da un minimo di 5 ad un massimo di 30 V;

Per azionare il circuito occorre settare i valori voluti di R1 e G mediante le apposite slidebar, quindi chiudere il circuito facendo un click sull'interruttore; dopo la chiusura del circuito viene calcolato il valore dell'intensità di corrente (ovviamente in base alla legge di Ohm) e ne viene mostrato il valore sull'amperometro; se i valori impostati superano il fondoscala dell'amperometro, un apposito segnale viene scritto ed il circuito viene aperto automaticamente;

VOLTA E LA PILA

Nel 1778, anno in cui arrivò all' Università di Pavia, conquistandosi la cattedra di Fisica sperimentale, Alessandro Volta (1745-1827) era già famoso tra la cerchia di ricercatori dell'epoca. Mentre i familiari lo avrebbero voluto prete o uomo di legge, nel 1778 aveva già firmato alcuni trattati sull'elettricità, aveva inventato strumenti come l' elettroforo e scoperto il metano, l' “aria nativa delle paludi”, come Volta chiamava il gas. Gli esperimenti sulla pila, che lo avrebbe poi reso famoso  ( e che gli avrebbe fatto guadagnare il posto sulle vecchie banconote da 10mila lire ) cominciarono proprio in quegli anni, come risposta alle teorie sull' elettricità animale di Galvani

Le rane animate del collega-avversario Galvani infatti non convincevano appieno Volta, per il quale le contrazioni dei muscoli osservate quando venivano toccate con una pinza, non indicavano la presenza di un'elettricità interna ai piccoli anfibi, quanto piuttosto la rivelazione del suo passaggio. Per Volta infatti era nella presenza di due diversi metalli usati nell'esperimento – la pinza e i ganci usati per montare i muscoli della rana - la ragione in cui andava ricercata l'origine del fenomeno. 

La disputa con Galvani avrebbero portato Volta all'invenzione della pila. Il lavoro dello scienziato infatti all'inizio serviva a dimostrare che per generare energia elettrica non ci fosse bisogno di nessun tessuto animale. Bastava mettere insieme diversi metalli e un opportuno sistema per veicolare l'elettricità. Dopo averne provato varie combinazioni e averli testati, si dice anche sulla propria lingua, Volta creò il primo generatore di energia elettrica che si chiamò prima “organo elettrico artificiale” (per analogia a quello animale della torpedine) poi, senza troppa fantasia, pila, per via della disposizione dei vari elementi. 

1801, Volta illustra pila a Napoleone

Il suo marchingegno era costituito da una serie di dischetti di rame (o argento) e stagno (o zinco) che si alternavano in altezza, in cui ogni coppia di dischetti era inframmezzata da cartone (o un panno) imbevuto in una soluzione di acqua salata o acidulata. Collegando la pila a un circuito era possibile osservare il passaggio di corrente continua, anche grazie all'azione chimica dell'acqua salata. Lo scienziato, cosciente della portata della sua invenzione, che avrebbe rivoluzionato le ricerche su elettrochimica ed elettromagnetismo, scrisse una lettera al presidente della Royal Society of London, Joseph Banks per annunciargli la trovata ( qui uno dei disegni inclusi nella lettera). Era il 20 marzo del 1800 e con quella trovata Volta si guadagnava una fama tale da portarlo a mostrare la sua invenzione anche a Napoleone l'anno seguente.
Fino al 1869, anno dell'invenzione della dinamo, la pila fu l'unico mezzo di produzione della corrente elettrica.