Un condensatore di capacità C è caricato mediante un generatore di tensione continua con una fem
attraverso un resistore R = 5,00 K. All’istante t1 = 0,50 s dopo la chiusura del circuito, nella
resistenza fluisce una corrente i1 = 20,3 mA; all’istante t2 = 2,00 s il valore della corrente è i2 = 12,3
mA.
a. Determina il valore della capacità C;
b. Trova la costante di tempo = RC del circuito e il valore della fem;
c. Calcola l’intensità della corrente iniziale i0 del processo di carica e l’istante t3 di tempo in
corrispondenza del quale l’intensità della corrente si riduce alla metà di i0;
d. Trova il valore finale della carica elettrica Q presente sull’armatura positiva del
condensatore e l’energia immagazzinata in esso in tale situazione.
La tabella seguente porta i risultati reali di un esperimento di verifica della prima legge di Ohm,
compiuto in un liceo.
Il resistore utilizzato per l’esperimento è una bobina di filo di ferro ( 293 = 1,0 ∙ 10-7 ∙m ; a = 6,5 ∙
10 – 3 k – 1; c = 449 J/(kg°C); d = 7874 kg/m3) con diametro 2r = 0,80 mm e ricoperto di vernice
isolante.
a. Disegna il grafico che descrive i dati della tabella, con V in ascissa e i in ordinata. Disegna
su ogni punto sperimentale le corrispondenti barre di errore. Il grafico che ottieni è
compatibile con la prima legge di Ohm?
b. L’esperimento è stato eseguito iniziando con i valori più bassi della d.d.p.,per passare poi a
quelli più elevati. Come è variato il valore della resistenza nel corso dell’esperimento?
Sai supporre una possibile spiegazione dell’andamento dei dati sperimentali? Quale
accorgimento sperimentale proporresti al gruppo che ha eseguito l’esperimento per ridurre o
eliminare il problema evidenziato?
c. Nel laboratorio in cui si è svolto l’esperimento la temperatura era di 20°C. Usa i primi dati
sperimentali per determinare la resistenza della bobina alla temperatura ambiente, e poi gli
ultimi dati per ricavare il valore finale della resistenza. Utilizza i valori trovati per dare una
stima della temperatura finale della bobina.
d. Dalle misure fatte ricava i valori della lunghezza del filo di ferro contenuto nella bobina e
dell’energia netta assorbita dalla bobina stessa nel corso dell’esperimento.
[ 17/18; 23/24; 50k; 90 m; 8,0 kJ ]
Incertezza e( i ) su i
Incertezza e(V) su
Intensità di corrente
d.d.p. DV ( V )
(A )
i (A )
V (V )
0,02
0,2
0,23
4,0
6,0
0,2
0,35
0,02
8,0
0,2
0,44
0,02
10,0
0,2
0,51
0,02
12,0
0,6
0,58
0,02
14,0
0,6
0,66
0,02
16,0
0,6
0,70
0,02
18,0
0,6
0,77
0,02
20,0
0,6
0,83
0,02
