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Collegamento in serie concorde di batterie

Esercizio su collegamento in serie concorde di batterie

Due generatori che forniscono una fem pari a 6 V sono collegati insieme. Essi sono caratterizzati da due resistenze interne pari rispettivamente a 0,5 Ω e 0,2 Ω e sono collegati in serie ad un resistore R.

Calcolare la resistenza R affinché la ddp ai capi del primo generatore sia nullo.

Svolgimento dell'esercizio

Collegamento in serie concorde di batterie

La fem equivalente presente nel circuito è pari alla somma delle due fem delle due batterie:

femeq = 6V + 6V = 12 V

la resistenza interna equivalente è pari alla somma delle resistenze interne:

req = r1 + r2 = 0,5 Ω + 0,2 Ω = 0,7 Ω

La corrente elettrica che circola nel circuito e attraversa la resistenza R, applicando la prima legge di Ohm, vale:

i = femeq / Rtot = femeq / (R + rint) = 12 / (R + 0,7)

Disegniamo le differenze di potenziale per ogni elemento presente nel circuito, con la solita convenzione dei versi delle correnti e delle ddp:

Esercizio su collegamento in serie concorde di batterie

In particolare il problema chiede che la ddp ai capi del primo generatore sia nulla.

Se analizziamo le tensioni nel primo generatori vediamo le due cadute di potenziale: una è la fem che ha verso positivo, mentre la seconda è la ddp ai capi della resistenza interna che ha verso antiorario e quindi negativo.

Per cui deve essere che:

fem - r1 ∙ i = 0

6 = 0,5 ∙ 12 / (R + 0,7)

R + 0,7 = 1

R = 1 - 0,7 = 0,3 Ω

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