Esercizi sulla prima legge di Ohm
Esercizi online e gratuiti sulla prima legge di Ohm
In questa sezione del sito sono proposti esercizi sulla prima legge di Ohm.
La raccolta degli esercizi sulla prima legge di Ohm di seguito proposta è rivolta sia agli studenti universitari delle facoltà scientifiche che agli studenti di licei ed istituti tecnici.
Prima di affrontare gli esercizi sulla prima legge di Ohm facciamo un breve ripasso di tale legge.
La tensione ai capi di un conduttore varia in funzione della corrente che lo attraversa.
La prima legge di Ohm, nello specifico per i conduttori metallici, definisce come costante il rapporto tra la differenza di potenziale o tensione ai capi di un conduttore e la corrente che lo attraversa, tale rapporto è detto resistenza elettrica:
ΔV / i = R
Nel sistema internazionale la tensione si misura in volt [V], mentre la corrente in ampere [A].
La resistenza si misura in Ohm [Ω].
Si definisce Potenza elettrica di un conduttore il prodotto della tensione per la corrente:
P = ΔV · i
Combinando la prima legge di Ohm si ottiene anche:
P = R · i2 = ΔV2/R
La potenza è misurata in watt [W].
Infine quando un conduttore è attraversato da corrente, questo si riscalda e dissipa energia termica per l'effetto Joule.
L'energia dissipata vale:
E = P · Δt
in cui Δt è l'intervallo di tempo considerato mentre P è la potenza elettrica.
Ti mettiamo inoltre disposizione una calcolatrice online e gratuita utile per svolgere i calcoli degli esercizi: calcolatrice scientifica.
Esercizi sulla prima legge di Ohm
Di seguito gli esercizi sulla prima legge di Ohm elencati secondo un ordine crescente di difficoltà.
Livello di difficoltà medio-basso
1.
Una lampadina viene collegata ad una pila capace di erogare una differenza di potenziale pari a 4,5 V.
Se nella lampadina circola una corrente di 0,10 A, quanto vale la resistenza della lampadina?
Qual è l'energia dissipata per effetto Joule dopo 1 h di utilizzo della lampadina?
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della resistenza di una lampadina.
2.
Uno scaldabagno di potenza elettrica 1,2 kW viene collegato alla rete elettrica domestica di 220 V.
Calcolare la resistenza e la corrente che circola in esso.
Stabilire infine quanto tempo è necessario per riscaldare il massimo volume di acqua che può contenere al suo interno, pari a 5 litri, dalla temperatura ambiente di 20°C alla temperatura di 35 °C.
Si sappia che c (H2O) = 4186 J / (kg · °C)
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della resistenza di un scaldabagno.
Livello di difficoltà medio-alto
3.
Una resistenza da 0,1 Ω è collegata ad una batteria che fornisce una tensione di 1,5 V.
Sapendo che la potenza elettrica del resistore vale 10 W determinare se è presente una resistenza interna al generatore ed in caso affermativo quantificarla in Ω e calcolare la caduta di tensione sul resistore.
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: caduta di tensione su un resistore.
4.
Un generatore di tensione per scopi industriali è progettato per mantenere una differenza di potenziale tra i suoi terminali di 20 kV.
Poiché il generatore è manovrato da mani umane che possono entrare accidentalmente a contatto con esso, al suo interno è presente un dispositivo di sicurezza che ne fa aumentare la resistenza interna in caso di contatto.
Stabilire quale deve essere la minima resistenza interna presente nel generatore affinché la massima corrente che circoli in questa situazione straordinaria sia pari a 1 mA, considerando che le mani avrebbero una resistenza totale pari a 10 kΩ.
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: generatore di tensione provvisto di resistenza interna.
5.
Due boiler utilizzati per il riscaldamento dell'acqua sono schematizzabili come due resistenze di 20 Ω e 40 Ω connesse alla tensione di rete nazionale di 220V.
Se essi vengono utilizzati per scaldare 50 litri di acqua alla temperatura iniziale di 25°C per 1 ora, quale sarà la temperatura dell'acqua in entrambi i casi?
Se ogni kWh di energia ha un costo di 0,10 euro, quale sarà il costo totale legato al funzionamento dei due elettrodomestici?
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sull'effetto Joule.
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