Energia

Applicazioni di informatica
Energia
Marco Tagliasacchi
Energia
Energia
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L’energia è definita come la capacità di un
sistema di compiere lavoro
• Meccanico
• Elettrico
• ...
Quanta energia serve per fare un certo lavoro?
• Ad esempio:
–
–
–
–
–
Per
Per
Per
Per
...
correre
fare viaggiare una automobile
tenere accesa una lampadina
produrre un segnale sonoro
L’unità di misura dell’energia nel sistema
internazionale è il Joule (J)
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Energia
Potenza
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La potenza è l’energia prodotta/utilizzata
nell’unità di tempo
L’unità di misura dell’energia nel sistema
internazionale è il Watt
1W=1J/s
1 kW = 1000 W
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Energia
Kilowatt-ora
Quando si assorbe potenza per certo periodo si
consuma energia
Un’altra unità usata per l’energia è il kilowatt-ora
1 kWh = 1kW x (60x60s) = 3.600.000 J = 3.6 MJ
1kWh = 860 Kcal
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Esempio
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Mario e Luigi sono due ciclisti (di ugual peso e con
la stessa bici).
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Esempio
Percorrono una strada da A a B.
Se Mario arriva prima di Luigi
– P(Mario) > P(Luigi)
– ∆U(Mario) = ∆U2(Luigi)
Dove
• P rappresenta la potenza
• ∆U rappresenta l’energia spesa
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Energia
Esempio
Percorrono una strada da A a B.
Arrivano insieme, poi Mario prosegue fino a C
– P(Mario) = P(Luigi)
– ∆U(Mario) > ∆U2(Luigi)
Dove
• P rappresenta la potenza
• ∆U rappresenta l’energia spesa
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Energia
Consumi
Lampadine
• A risp. Energetico
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50-150 W
5-20 W
Frigorifero
250 W
Lavatrice/Lavastoviglie
2300 W (max)
TV LCD 34”
240 W
Asciugacapelli
1000-2000 W
Forno elettrico
2000 W
Lettore DVD
100 W
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Energia
Consumi
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Pentium 4
80 W
PC
150-250 W
Monitor 22”
50 W
USB Wireless
1.8 W
Chiavetta USB
190 mW = 0.19 W
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Consumi
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Cellulare Nokia 6267
• standby
• talk
12 mW
580 mW
Playstation 3
197 W
Auricolari
15 mW
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Carica elettrica (Q)
• Si misura in Coulomb [C]
• E’ una grandezza quantizzata Q = N e
– N quantità di elettroni liberi
– e carica dell’elettone 1.6 10-19 C
Intensità di corrente elettrica (I)
• Si misura in Ampere [A], dove [A = Q / sec]
• I = Q / ∆T
• Misura la quantità di carica che attraversa un conduttore
in un secondo
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Differenza di potenziale - tensione (∆V)
• Si misura in Volt [V], dove [V = J / C]
• Misura l’energia spesa (J) per portare l’unità di carica
per andare da un punto A a un punto B
Quindi, possiamo esprimere energia e potenza come:
∆U = ∆V x Q =
= ∆V x I x ∆T
[J]
P = ∆U / ∆T = ∆V x I
[W]
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Capacità ~ Q
Dislivello ~ ∆V
Portata ~ A
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In una rete elettrica domestica, le prese di corrente
• forniscono una tensione (sinusoidale) pari a 220V
• possono erogare
– 16 A
– 10 A
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16 A x 220 V = 3520 W
10 A x 220 V = 2200 W
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Per dispositivi alimentati a batterie, è importante
definire l’energia elettrica che possono fornire
∆U = ∆V x Q =
= ∆V x I x ∆T
La tensione è costante (ad es. 1.5 V, 3V)
L’energia dipende dal prodotto I x ∆T
• Tale prodotto rappresenta una carica, espressa [C]
• Spesso si misura questa carica in amperora (Ah)
– 1 Ah = 3600 C
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Energia elettrica
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Esempio:
• Batteria AA
• Tensione: ∆V = 1.5 V
• Quantità di carica: Q = 2850 mAh
• Energia:
– 1.5 V x 2850 mAh = 4.275 Wh
oppure, equivalentemente
– 1.5 V x 2.850 x 3600 C = 15.4 kJ
Nota: ogni batteria ha poi una intensità di corrente massima
che può erogare, espressa in A (massimo fattore di scarica.
Per le comuni AA, circa 18A)
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Ricaricabile: 1.2 V, 1200 mAh 1.44 Wh
Ricaric. per cell. Nokia: 3.7 V , 1020 mAh 3.774 Wh
Ricaricabili per portatili
• Dell, 56Wh (circa 10V)
• Consumo? circa 25W...
• … durata: 56Wh / 25 W
= 2h15min
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