Come trovare la tensione attraverso il resistore: diversi approcci ed esempi di problemi

Come trovare la tensione su un resistore

come trovare la tensione attraverso il resistore
Immagine di Fantasista del circuito – Wikimedia Commons, Wikimedia Commons, concesso in licenza con CC BY-SA 4.0.

Quando si lavora con i circuiti elettrici, è essenziale capire come trovare la tensione ai capi di un resistore. La tensione ai capi di un resistore si riferisce alla differenza di potenziale o alla caduta di tensione che si verifica ai capi del resistore quando la corrente elettrica lo attraversa. In questo post del blog esploreremo vari metodi per calcolare e misurare la tensione attraverso un resistore. Forniremo anche esempi pratici per aiutarti a consolidare la tua comprensione.

Come calcolare la tensione attraverso un resistore

tensione sul resistore 1

Utilizzando la legge di Ohm per calcolare la tensione

La legge di Ohm è un principio fondamentale dell'elettronica che mette in relazione tensione, corrente e resistenza. Secondo la legge di Ohm, la tensione ai capi di un resistore (V) può essere calcolata moltiplicando la corrente (I) che scorre attraverso il resistore per la sua resistenza (R). Matematicamente, questo può essere espresso come:

V = I per R

Supponiamo di avere un circuito con un resistore di 10 ohm e una corrente di 2 A che lo attraversa. Possiamo calcolare la tensione ai capi del resistore utilizzando la legge di Ohm come segue:

V = 2 , testo{A} volte 10 , Omega = 20 , testo{V}

Pertanto, la tensione ai capi del resistore è di 20 volt.

Calcolo della tensione senza corrente

A volte, potrebbe essere necessario trovare la tensione ai capi di un resistore senza conoscere la corrente che lo attraversa. In questi casi, è possibile utilizzare l'equazione del partitore di tensione. L'equazione del partitore di tensione consente di calcolare la tensione ai capi di un resistore in base al rapporto tra la sua resistenza e la resistenza totale nel circuito.

La tensione su un resistore specifico (Vr) può essere calcolata utilizzando la seguente formula:

Vr = frac{Rr}{Rt} volte Vt

Dove:
– Vr è la tensione ai capi del resistore di interesse.
– Rr è la resistenza del resistore di interesse.
– Rt è la resistenza totale nel circuito.
– Vt è la tensione totale attraverso il circuito.

Consideriamo ad esempio un circuito con due resistori in serie. La resistenza totale è di 20 ohm e la tensione totale attraverso il circuito è di 10 volt. Se uno dei resistori ha un valore di 5 ohm e vuoi trovare la tensione ai suoi capi, puoi utilizzare l'equazione del partitore di tensione:

Vr = frac{5 , Omega}{20 , Omega} volte 10 , testo{V} = 2.5 , testo{V}

Pertanto, la tensione ai capi del resistore da 5 ohm è di 2.5 volt.

Calcolo della tensione attraverso un resistore in serie

In un circuito in serie, la tensione totale viene divisa tra i resistori in base ai rispettivi valori di resistenza. La tensione su ciascun resistore è proporzionale alla sua resistenza. Per calcolare la tensione su un resistore specifico in un circuito in serie, è possibile utilizzare la seguente formula:

Vr = frac{Rr}{Rt} volte Vt

Dove:
– Vr è la tensione ai capi del resistore di interesse.
– Rr è la resistenza del resistore di interesse.
– Rt è la resistenza totale nel circuito.
– Vt è la tensione totale attraverso il circuito.

Consideriamo un circuito in serie con tre resistori, R1 = 5 ohm, R2 = 10 ohm e R3 = 15 ohm. La tensione totale attraverso il circuito è di 12 volt. Se vogliamo trovare la tensione su R2, possiamo usare la formula:

V2 = frac{R2}{Rt} volte Vt = frac{10 , Omega}{5 , Omega + 10 , Omega + 15 , Omega} volte 12 , testo{V} = 4 , testo{V}

Pertanto, la tensione sul resistore R2 è di 4 volt.

Calcolo della tensione attraverso un resistore in parallelo

In un circuito parallelo, la tensione su ciascun resistore è la stessa, mentre la corrente viene divisa in base ai valori della resistenza. Per calcolare la tensione su un resistore in un circuito parallelo, è possibile utilizzare la seguente formula:

Vr = Vt

Dove:
– Vr è la tensione ai capi del resistore di interesse.
– Vt è la tensione totale attraverso il circuito.

Considera un circuito parallelo con tre resistori, ciascuno avente una resistenza di 10 ohm. La tensione totale attraverso il circuito è di 15 volt. Se vogliamo trovare la tensione ai capi di uno qualsiasi dei resistori, possiamo usare la formula:

Vr = Vt = 15 , testo{V}

Pertanto, la tensione su ciascun resistore è di 15 volt.

Come misurare la tensione attraverso un resistore

Utilizzo di un multimetro per misurare la tensione

Un multimetro è uno strumento versatile utilizzato per misurare varie quantità elettriche, inclusa la tensione. Per misurare la tensione su un resistore utilizzando un multimetro, attenersi alla seguente procedura:

  1. Impostare il multimetro sulla modalità di misurazione della tensione.
  2. Collegare i cavi del multimetro in parallelo al resistore, assicurando la corretta polarità.
  3. Leggere il valore della tensione visualizzato sul multimetro.

Assicurati di selezionare un intervallo di tensione appropriato sul multimetro per ottenere una lettura accurata.

Utilizzo di un oscilloscopio per misurare la tensione

Un oscilloscopio è uno strumento più avanzato utilizzato per visualizzare e misurare le forme d'onda elettriche. Per misurare la tensione su un resistore utilizzando un oscilloscopio, è possibile seguire questi passaggi:

  1. Collegare le sonde dell'oscilloscopio in parallelo al resistore, garantendo la corretta polarità.
  2. Regolare le impostazioni dell'oscilloscopio per visualizzare la forma d'onda della tensione.
  3. Leggere il valore della tensione dallo schermo dell'oscilloscopio.

Un oscilloscopio fornisce una rappresentazione visiva della forma d'onda della tensione, consentendo di analizzare le caratteristiche del segnale.

Misurazione della tensione in LTSpice

LTSpice è un popolare software utilizzato per la simulazione di circuiti. Consente di simulare e misurare varie quantità elettriche, inclusa la tensione. Per misurare la tensione su un resistore utilizzando LTSpice, è possibile seguire questi passaggi:

  1. Crea uno schema circuitale in LTSpice, incluso il resistore di interesse.
  2. Esegui la simulazione.
  3. Utilizzare lo strumento sonda di tensione per misurare la tensione ai capi del resistore.
  4. Leggere il valore della tensione dai risultati della simulazione.

LTSpice fornisce una rappresentazione accurata del comportamento del circuito, rendendolo uno strumento prezioso per le misurazioni della tensione.

Esempi pratici di ricerca della tensione attraverso un resistore

Trovare la tensione in un circuito combinato

Considera un circuito combinato con resistori in configurazioni sia in serie che in parallelo. Per trovare la tensione ai capi di un resistore specifico, applicare le formule e le tecniche pertinenti discusse in precedenza per i circuiti in serie e in parallelo.

Trovare la tensione su ciascun resistore in un circuito in serie

In un circuito in serie, la tensione su ciascun resistore è proporzionale alla sua resistenza. Per trovare la tensione su ciascun resistore, puoi utilizzare la formula:

Vr = frac{Rr}{Rt} volte Vt

Applicare questa formula per ciascun resistore nel circuito in serie per determinare la tensione su ciascuno di essi.

Trovare la tensione tra resistori paralleli

In un circuito parallelo, la tensione su ciascun resistore è la stessa. Per trovare la tensione ai capi di ciascun resistore, è sufficiente misurare la tensione in qualsiasi punto del circuito.

Trovare la tensione tra due resistori

Consideriamo un circuito con due resistori collegati in serie. Per trovare la tensione su ciascun resistore, utilizzare l'equazione del partitore di tensione:

Vr = frac{Rr}{Rt} volte Vt

Applicare questa formula separatamente per ciascun resistore per calcolare la tensione ai loro capi.

Applicando le formule e le tecniche appropriate, è possibile trovare la tensione su qualsiasi resistore in varie configurazioni di circuito.

Ricorda, capire come trovare la tensione ai capi di un resistore è fondamentale per analizzare e progettare circuiti elettrici. Che tu sia un appassionato di elettronica, uno studente o un professionista, questa conoscenza migliorerà notevolmente la tua comprensione e la tua capacità di lavorare con i circuiti in modo efficace.

Ora che hai imparato diversi metodi per calcolare e misurare la tensione ai capi di un resistore, sei ben attrezzato per affrontare le varie sfide relative ai circuiti. Continua a esercitarti e presto diventerai un maestro nell'analisi delle cadute di tensione e nella comprensione del comportamento dei circuiti.

Buona esplorazione e sperimentazione!

In che modo la caduta di tensione su un resistore è correlata alla comprensione della caduta di tensione per il cavo?

La caduta di tensione su un resistore può essere paragonata alla comprensione della caduta di tensione su un cavo. Quando una corrente passa attraverso un resistore, ai suoi capi si verifica una caduta di tensione secondo la legge di Ohm. Allo stesso modo, quando la corrente elettrica scorre attraverso un cavo, si verificherà anche una caduta di tensione lungo la sua lunghezza a causa della resistenza del cavo. Questa comprensione della caduta di tensione del cavo è fondamentale nell'ingegneria elettrica, poiché aiuta a determinare la dimensione del cavo adatta e a ridurre al minimo le perdite di potenza. Per ottenere una visione più approfondita della caduta di tensione per il cavo, è possibile fare riferimento all'articolo su Comprensione della caduta di tensione per il cavo.

Problemi numerici su come trovare la tensione sul resistore

1 problema:

In un circuito, un resistore con resistenza R = 5, Omega è collegato ad una sorgente di tensione con una forza elettromotrice fem) di ( V = 12 , V. Trova la tensione ai capi del resistore.

Soluzione:
Per trovare la tensione ai capi di un resistore, possiamo usare la legge di Ohm, che afferma che la tensione ai capi di un resistore è uguale alla corrente che lo attraversa moltiplicata per la sua resistenza.

Legge di Ohm: V = I cpunto R

Dobbiamo trovare la corrente che scorre attraverso il circuito. Per fare ciò, possiamo usare un'altra formula, che mette in relazione la corrente con la fem e la resistenza totale nel circuito.

Formula: I = frac{V}{R_{testo{totale}}}

Poiché nel circuito è presente un solo resistore, la resistenza totale è uguale alla resistenza del resistore.

Sostituendo i valori indicati nelle formule, otteniamo:

I = frac{12,V}{5,Omega} = 2.4,A

V = I cpunto R = 2.4,A cpunto 5,Omega = 12,V

Pertanto, la tensione ai capi del resistore è di 12 V.

2 problema:

tensione sul resistore 3

In un circuito, un resistore con resistenza R = 10, Omega è collegato ad una batteria con una forza elettromotrice fem) di ( V = 24 , V. Trova la corrente che scorre attraverso il resistore.

Soluzione:
Per trovare la corrente che scorre attraverso il resistore, possiamo usare nuovamente la legge di Ohm, che afferma che la corrente che scorre attraverso un resistore è uguale alla tensione ai suoi capi divisa per la sua resistenza.

Legge di Ohm: I = frac{V}{R}

Sostituendo i valori dati nella formula, otteniamo:

I = frac{24,V}{10,Omega} = 2.4,A

Pertanto, la corrente che scorre attraverso il resistore è 2.4 A.

3 problema:

come trovare la tensione attraverso il resistore
Immagine di Fantasista del circuito – Wikimedia Commons, Wikimedia Commons, concesso in licenza con CC BY-SA 4.0.
tensione sul resistore 2

In un circuito, un resistore con resistenza R = 8, Omega è collegato ad una batteria con una forza elettromotrice fem) di ( V = 16 , V. Trova la potenza dissipata dal resistore.

Soluzione:
Per trovare la potenza dissipata dal resistore possiamo usare la formula:

P = frac{V^2}{R}

Sostituendo i valori dati nella formula, otteniamo:

P = frac{16^2,V^2}{8,Omega} = 32,W

Pertanto la potenza dissipata dal resistore è di 32 W.

Leggi anche:

Lascia un tuo commento