Calcolatrice dell'elettricità

V = I · R e P = V · I

V

Tensione ai capi del componente (V)

I

Corrente che lo attraversa (A)

R

Resistenza (Ω)

P

Potenza che dissipa (W)

La prima identità è la legge di Ohm e lega fra loro tensione, corrente e resistenza. La seconda aggiunge la potenza. Sostituendo una nell'altra e riordinando si ottengono le sei combinazioni della tabella in questa pagina: ciascuna risolve per le due grandezze che non hai fornito.

1. Un circuito a 230 V che assorbe 10 A

   1. Scrivi quello che sai: V = 230 V, I = 10 A.
   2. Resistenza dalla legge di Ohm: R = V / I = 230 / 10 = 23 Ω.
   3. Potenza dall'identità dei watt: P = V · I = 230 × 10 = 2300 W.
   4. Verifica con l'altra forma della stessa identità: P = I² · R = 100 × 23 = 2300 W. ✓

   2300 W è un elettrodomestico domestico pesante — un forno o un bollitore — ed è per questo che assorbe 10 A invece dei 0,5 A di un caricatore per portatile.

2. 12 V ai capi di una resistenza da 100 Ω

   1. Dati noti: V = 12 V, R = 100 Ω.
   2. Corrente dalla legge di Ohm: I = V / R = 12 / 100 = 0,12 A (120 mA).
   3. Potenza: P = V · I = 12 × 0,12 = 1,44 W.
   4. Verifica con la forma che passa dalla resistenza: P = V² / R = 144 / 100 = 1,44 W. ✓

   Una resistenza da un quarto di watt sopporterebbe 1,44 W solo per un istante: è il calcolo che decide se serve un componente da 2 W.

3. 100 W su 4 Ω

   1. Dati noti: P = 100 W, R = 4 Ω.
   2. Questa coppia non ha una via diretta attraverso V = I · R, quindi servono le riorganizzazioni: V = √(P · R) = √(100 × 4) = √400 = 20 V.
   3. Poi I = √(P / R) = √(100 / 4) = √25 = 5 A.
   4. Verifica: P = V · I = 20 × 5 = 100 W. ✓

   È il modo in cui si dichiarano i valori di altoparlanti e amplificatori. Nota che entrambi i valori ricavati escono da una radice quadrata, quindi raddoppiare la potenza non raddoppia la tensione.

4. 5 V a 20 mA

   1. Dati noti: V = 5 V, I = 0,02 A.
   2. Inserisci 0,02 con l'unità su A, oppure cambia l'unità in mA e inserisci 20.
   3. R = V / I = 5 / 0,02 = 250 Ω.
   4. P = V · I = 5 × 0,02 = 0,1 W.

   Lavoro di piccolo segnale: i numeri sono lontani dall'intervallo degli ampere, ed è esattamente a questo che serve l'opzione mA.

Questa calcolatrice presuppone una corrente continua stabile e un carico che obbedisca davvero alla legge di Ohm: una resistenza, un elemento riscaldante, un filamento alla sua temperatura di esercizio. Non copre la corrente alternata, dove tensione e corrente possono andare fuori fase, né i carichi reattivi come motori, trasformatori e quasi tutti gli alimentatori di rete, il cui fattore di potenza rende P = V · I una stima per eccesso della potenza reale. I quattro valori restituiti sono inoltre solo dei moduli: la pagina non tiene conto della polarità, quindi i segni leggili dallo schema del tuo circuito e non da qui. La resistenza è trattata come costante, il che non vale per filamenti e semiconduttori mentre si scaldano.

Come si usa la calcolatrice dell'elettricità?

Compila esattamente due delle quattro caselle — tensione, corrente, resistenza, potenza — e lascia vuote le altre. La calcolatrice risolve per le due che hai lasciato in bianco, usando la coppia che ha una riorganizzazione diretta. All'apertura la pagina è già compilata con 230 V e 10 A, quindi svuota una delle due prima di digitare una coppia diversa.

Quanti ampere assorbe un elettrodomestico da 2300 W a 230 V?

10 ampere. La corrente è la potenza divisa per la tensione: 2300 / 230 = 10 A. È un carico da 2,3 kW su una rete a 230 V, ed è la stessa relazione letta al contrario: 10 A a 230 V dissipano 2300 W.

Perché la calcolatrice protesta se compilo tre caselle?

Perché tre valori sono una sovradeterminazione: due qualsiasi determinano già gli altri due, quindi il terzo deve essere coerente con loro. Quando non lo è, la pagina segnala un errore invece di sovrascrivere in silenzio quello che hai scritto. Se ti compare quell'avviso, i due valori che volevi usare sono quelli coerenti fra loro: controlla se hai sbagliato unità, per esempio inserendo dei mA come se fossero A.

Quali unità accetta?

Volt (V, mV, kV) per la tensione, ampere (A, mA) per la corrente, ohm (Ω, kΩ, MΩ) per la resistenza e watt (W, kW) per la potenza. Ogni casella ha il suo selettore di unità, e i risultati mostrati tornano sempre in V, A, Ω e W. Cambiare unità è anche il modo più semplice per guadagnare precisione: 0,02 A e 20 mA sono la stessa corrente, ma solo una delle due si legge in modo pulito con due cifre decimali.

La legge di Ohm vale anche in corrente alternata e per i motori?

Solo in parte. La legge di Ohm nella forma V = I · R vale per i carichi resistivi e, in alternata, vale istante per istante dando un'impedenza invece di una resistenza pura. Motori, trasformatori e alimentatori switching assorbono una corrente sfasata rispetto alla tensione, quindi V · I dà la potenza apparente in voltampere e non la potenza reale in watt che paghi in bolletta. Per quei carichi serve anche il fattore di potenza.

Qual è la differenza tra potenza ed energia?

La potenza in watt è la velocità con cui l'energia viene usata in questo momento; l'energia in chilowattora è quella velocità moltiplicata per quanto dura. Un bollitore da 2300 W bolle per tre minuti e consuma circa 0,1 kWh, mentre un router da 10 W lasciato acceso tutto il mese consuma intorno ai 7 kWh. Per trasformare i watt in una cifra in bolletta usa la calcolatrice del costo dell'elettricità.

• Ohm's Law and the V-I-R Relationship — The Physics Classroom
• The International System of Units (SI Brochure) — BIPM