Problemi elettrici - Digilander

PROBLEMI CON LA SCOSSA
Eccovi alcuni problemi con cui esercitarvi per il test di Fisica. Non sono molto diversi dai problemi reali che
dovrete affrontare quando dovrete gestire la distribuzione elettrica all’interno di un’Azienda.
Problema1: Un resistore avente una resistenza di 23 Ω è alimentato con una tensione di 230 volt. Calcolare
l’intensità di corrente che percorre il resistore e l’energia dissipata in un ora dal resistore.
Soluz: dobbiamo ricordarci che la resistenza per la prima legge di Ohm è uguale a R = V/I
quindi facendo l’inverso della formula si ottiene che I = 230/22 = 10 A.
Per calcolare la seconda richiesta dobbiamo appellarci alla formula del Lavoro = Pott e poi Pot
elettrica = V I  Lavoro = VIt = (230 V) (10 A)(3600 s) = 8,28 x 106 Joule
Problema2: Un motore elettrico assorbe una potenza di 4 W se alimentato da una batteria da 8V. Calcolare
l’intensità di corrente e l’energia consumata in 10 minuti.
Soluz: La potenza è Lavoro/t da cui si giunge alla formula P = VI
Quindi usando i dati a nostra disposizione sostituiamo e otteniamo che I=4W/8V = 0,5 Ampere
A questo punto ci resta da calcolare l’energia consumata in 10 minuti che ci verrà rivelata dalla
formula: Lavoro = Potenzat  Lavoro =VIt = 8 V 0,5 A3600 secondi = 2.400 Joule
Problemi ripresi dalla pagina Web:
http://www.infonotizia.it/esercizi-di-fisica-risolti-sui-circuiti-elettrici-in-corrente-continua-1/
Problema3: Una lampadina a filamento -quelle vecchio tipo, con il filo metallico attorcigliato dentro- da
100 W realizzata per la rete domestica (230V) viene invece sottoposta ad una tensione più alta, 380 V.
Quale potenza consuma in questa situazione? A quali pericoli si va incontro con una operazione di
questo genere?
Soluz: Ogni lampadina, così come ogni altro conduttore, ha la sua propria resistenza R. Una volta
trovato il valore di R è possibile conoscere la potenza elettrica dalla formula Potenza = V 2/R, con V
la tensione a cui è sottoposta la lampadina.
Ricavo la resistenza R: V2/R = Potenza  (230V)2/R = 100W  R = 529  (Ohm)
Adesso
ottengo
la
nuova
Potenza:
uso
sempre
V2/R
=
Potenza

Potenza=(380V)2/529=273W
Una potenza così alta corrisponde a una maggiore emissione di luce e di calore, e quindi a un
maggior pericolo di rottura della lampadina per fusione del filamento. Nella realtà, la resistenza
risulta maggiore di quella qui considerata, a causa della maggiore temperatura.
Adesso facciamo un po’ di conti economici…
Problema4:
Calcolare la bolletta elettrica bimestrale per un
Bf = 0,05 € • Pmax (kW) • d
impianto la cui Potenza_max è di 3 kW, e dove il consumo
Bv = 0,25 € • Energia (kWh)
medio giornaliero è stato di 10 kWh . L’equazione per calcolare i
consumi è data da Bf+Bv, con Bf base fissa e Bv base variabile
in base al consumo.
Soluz: La quota fissa in un bimestre (60 d) è data da:
(d = giorni)
Bf = 0,05 € • 3 kW • 60 d = 9 €
L'energia consumata nel bimestre è: E = 10 kWh • 60 d = 600 kWh
Quindi, si ha: Bv = 0,25 € • 600 kWh = 150 €
In totale: Be = Bf + Bv = 9 € + 150 € = 159 €
N.B. I prezzi sono solo indicativi. Va tenuto comunque presente che il sistema di calcolo delle spese elettriche
è più complesso di come viene presentato qui.
Problema5:
La potenza massima per cui è impegnato un impianto elettrico domestico è 5 kW. Qual è la
massima intensità di corrente che si può assorbire dalla rete di distribuzione dell'elettricità? Tieni conto che la
tensione di rete casalinga è 230V. Che cosa succede se vengono accesi contemporaneamente 6
elettrodomestici da 1000 W ?
Soluz: Poiché gli impianti domestici hanno una tensione di 230 V, la potenza di 5 kW (= 5000 W)
corrisponde all'intensità: Potenza max = ImaxV 
5000W = Imax230V  Imax=5000W/230V = 21,74A. Questa è la massima intensità di
corrente che può circolare.
Se venissero accesi 6 elettrodomestici da 1000W l’uno, la potenza necessaria sarebbe 6000W,
superiore a quella massima disponibile… e salta la luce!
Problema6: Calcola le resistenze di due lampadine da 50 W e da 75 W e l'intensità
di corrente che le attraversa quando sono collegate alla corrente di rete da 230 V. Se
vengono misurate queste resistenze con quando le lampadine sono spente si trovano
dei valori minori di quelli calcolati. Perché?
Soluz: Le intensità di corrente che attraversano le due lampadine sono:
I1 = Potenza1/V  I1 =50W/230V = 0,217 A
I2 = Potenza2/V  I2=75W/230V = 0,326 A
Quindi, le resistenze sono:
R1 = 230V/0,227A = 1013 
R2 = 230V/0,326A = 705,5 
Quando le lampadine sono spente si trovano dei valori minori di resistenza perché le resistenze a freddo sono
minori di quelle a caldo.
Problemi ripresi dal sito:
http://xoomer.virgilio.it/pierostroppa/Fisica/Unit13/eserciz.htm