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Potenza complessiva erogata da tre generatori collegati in serie

Esercizio sul calcolo della potenza complessiva erogata da tre generatori collegati in serie

Tre batterie aventi tutte fem pari a 6 V e resistenza interna pari a 1 Ω sono collegate in serie con una resistenza da 6 Ω.

Determinare la resistenza complessiva dei generatori, la corrente che circola nella resistenza da 6 Ω e la potenza complessiva erogata dai generatori.

Svolgimento dell'esercizio

Potenza complessiva erogata da tre generatori collegati in serie

Le tre batterie sono collegate in serie con polarità concordi per cui la fem equivalente di un collegamento di questo genere è semplicemente la somma delle fem dei singoli generatori e la resistenza interna equivalente è la somma delle resistenze interne dei singoli generatori.

Veq = fem1 + fem2 + fem3 = (6 +6 +6) V = 18 V

req =  r1 + r2 + r3 = (1 +1 +1) Ω = 3 Ω

Per calcolare la corrente i che circola nel resistore R devo considerare il circuito complessivo in cui il carico resistivo totale Rtot applicato a Veq è dato dalla somma della resistenza interna equivalente dei tre generatori req più la resistenza R; per cui  per la prima legge di Ohm la corrente elettrica che circola complessivamente nel circuito è pari a:

i = Veq / Rtot = Veq / (R + req) = 18 / (6 + 3) = 2 A

Ricordando che la potenza è il prodotto di tensione per corrente, la potenza complessiva erogata dai generatori è dunque pari a:

Pgen = Veq ∙ i = 18 ∙ 2 = 36 W

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