Esercitazione 3-­ Condensatori, correnti e resistenze 1. Considerando il circuito mostrato in figura, se viene applicata una ddp di 10V, qual è la carica a) sul condensatore C1, b) sul condensatore C2? La capacità di ogni condensatore è pari a 10.0 mF. 2. Quando l’interruttore S viene chiuso a sinistra, i piatti del condensatore C1=10µF si portano alla differenza di potenziale di V0=100V. C2=5µF e C3=7 µF sono inizialmente scarichi. Successivamente l’interruttore viene portato sulla destra, quali saranno le cariche finali su ciascun condensatore? 3. Nel circuito mostrato in figura, la batteria B fornisce 12V. a) Si determini la carica su ciascun condensatore quando l'interruttore S1 viene chiuso e b) quando, successivamente, l'interruttore S2 viene anch'esso chiuso. Si assuma C1 = 1.00 µF, C2 = 2.00 µF, C3 = 3.00 µF, and C4 = 4.00 µF. 4. Un condensatore a piatti paralleli operanti in aria, avente un'area di 67cm2 e una separazione tra i piatti di 2.3mm, viene caricato con una differenza di potenziale di 500V. Si determini a) la capacità, b) la quantità di carica su ciascun piatto, c) l'energia immagazzinata, d) il campo elettrico tra i piatti. 5. Si determini la capacità di un condensatore a piatti paralleli, riempito con due dielettrici, come mostrato in figura. La distanza tra i piatti è d=5.56 mm, mentre l'area dei piatti è A=5.56 cm2. La parte di sinistra è riempita con un materiale di costante dielettrica k1=7, mentre il materiale alla destra ha costante dielettrica k2=12. 6. Si determini la capacità di un condensatore a piatti paralleli, riempito con due dielettrici, come mostrato in figura. La distanza tra i piatti è d=4.62 mm, mentre l'area dei piatti è A=7.89 cm2. La parte superiore è riempita con un materiale di costante dielettrica k1=11, mentre il materiale nella parte inferiore ha costante dielettrica k2=12. 1 7. Un condensatore a piatti paralleli ha una capacità di 225pF, l'area dei piatti è di
78.5cm2 e uno strato di mica come dielettrico (ke=5.40). Si applichi una tensione
di 65.4 V e si calcoli: a) l'intensità del campo elettrico nella mica, b) la quantità di
carica libera sui piatti, c) la quantità di carica superficiale indotta.
8. Vicino alla Terra la densità di protoni del vento solare è pari a 8.70 cm-3, e la loro
velocità è 470 km/s. (a) Si determini la densità di corrente di tali particelle (b) Se
il campo magnetico terrestre non li deflettesse, i protoni colpirebbero la Terra.
Quale corrente totale riceverebbe la Terra?
9. Supponete di voler collegare il vostro amplificatore stereo a degli altoparlanti. a)
Se ciascun filo deve essere lungo 20m, ed è fatto di rame (ρ=1.68 ·10-8 W·m),
quale sarà il suo diametro, per avere una resistenza minore di 0.10 W. b) Se la
corrente per ciascun altoparlante è 4.0 A, qual è la caduta di potenziale ai capi di
ciascun filo?
10. Un elemento riscaldante è fatto funzionare mantenendo una d.d.p. di 75 V su un
cavo di nickel-cromo avente una sezione di 2.6 mm2 ed una resistività di 5.0x10-7
Ω⋅m. (a) Se l'elemento dissipa 4.8 kW, qual è la lunghezza del cavo? (b) Se una
differenza di potenziale di 110 V viene utilizzata per ottenere la stessa potenza in
uscita, quale deve essere la lunghezza?
11. La batteria di un’automobile con una f.e.m. di 12 V ha una carica massima di 120
Ah. Se il potenziale ai morsetti resta costante fino alla completa scarica della
batteria, per quante ore può la batteria fornire energia alla potenza di 100W?
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