ESERCIZI PER LE VACANZE ESTIVE

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1 Opera Monte Grappa ESERCIZI PER LE VACANZE ESTIVE Claudio Zanella 14

2 2 ESERCIZI: Calcolo della resistenza di un conduttore filiforme. 1. Calcola la resistenza di un filo di rame lungo 100m e della sezione di 1,5mm Calcola la lunghezza di un filo di alluminio della sezione di 2 mm 2 sapendo che la resistenza misurata ai sui estremi è di 1,2Ω. 3. Un filo lungo 100m e avente una sezione di 1,5mm 2 offre una resistenza di 30 Ω. Di che materiale è costituito? 4. Un filo in rame di sezione circolare è lungo 50m ed offre una resistenza di circa 4,58 Ω; quanto vale il suo diametro? ESERCIZI: Legge di Ohm. 1. Calcola il valore della caduta di tensione ai capi di una resistenza da 3Ω quando è attraversata da una intensità di corrente di 4A. 2. Calcola il valore della resistenza di una stufa elettrica sapendo che applicando ai suoi capi una tensione di 230V vi circola una intensità di corrente di 5A. 3. Calcola l intensità di corrente che attraversa una resistenza R=1000Ω se la caduta di tensione ai suoi capi è di 20V 4. Calcola le cadute di tensione su ognuna delle resistenze rappresentate in figura sapendo che I=200mA e che R 1 =1,2kΩ, R 2 =3,3KΩ, R 3 =4,7KΩ e R 4 =5,6KΩ. E

3 ESERCIZI: primo Principio di Kirchhoff Applica il 1 principo di Kirchhoff al nodo A e calcola il valore di I 1 sapendo che I 2 =3A e I 3 = 5A I1 A I3 I2 E I5 R5 B I4 2. Calcola il valore di I 4 applicando il primo principio di Kirchhoff al nodo B, sapendo che I 3 =120mA e I t =200mA I5 A I1 R5 It It I4 B I3 ESERCIZI: secondo Principio di Kirchhoff. 1. Calcola il valore di E 1 applicando il secondo principio di Kirchhoff, sapendo che U 1 =4V, U 2 =3V e U 3 =5V U1 U2 U3

4 2. Calcola il valore di U 4 applicando il secondo principio di Kirchhoff, sapendo che E 1 =20V, U 1 =12V e U 23 =2V. 4 U1 U23 ESERCIZI: Resistenze in serie. 1. Quando due o più resistenze si dicono collegate in serie? 2. Calcola la resistenza equivalente sapendo cher 1 =70Ω ;R 2 =30Ω; R 3 =90Ω; R 4 =15Ω U4 3. Calcola la resistenza equivalente a R 2, R 3 e R 4 del circuito di figura. R 1 =200Ω ;R 2 =100Ω; R 3 =300Ω ;R 4 =50Ω It I2 I1 4. Calcola la resistenza equivalente di 15 resistenze da 120Ω collegate in serie fra loro. ESERCIZI: Resistenze parallelo. 1. Quando due o più resistenze si dicono collegate in parallelo? 2. Calcola la resistenza equivalente sapendo cher 1 =3Ω ;R 2 =6Ω; R 3 =12Ω; R 4 =12Ω

5 3. Calcola la resistenza equivalente di due resistenze in parallelo sapendo che R 1 =200Ω; R 2 =800Ω ; disegna anche il circuito Calcola la resistenza equivalente di 20 resistenze collegate in parallelo ognuna delle quali ha un valore di 1000Ω. ESERCIZI: Resistenze serie-parallelo. 1. Spiega lo schema logico per il calcolo della resistenza equivalente in un circuito misto rappresentato in figura 5.6 pagina Calcola la resistenza equivalente del circuito di figura. R 1 =1Ω ;R 2 =60Ω; R 3 =40Ω ;R 4 =100Ω; R 5 =50Ω; R 6 =100Ω R 7 =50Ω A B C R5 D R7 E R6 ESERCIZI: Risoluzione dei circuiti misti. Risolvere un circuito significa calcolare tutte le cadute di tensione e tutte le intensità di corrente nei diversi componenti. 1. Risolvi il circuito di figura sapendo che:it=2a; R 1 =13,5Ω ;R 2 =21Ω; R 3 =10Ω; R 4 =20Ω; R 5 =70Ω; A B It C R5 D

6 Rispondi alle seguenti domande: 1. Cosa si intende per lavoro in Fisica e come si calcola? 2. Qual è l unità di misura del lavoro? 3. Cosa si intende per energia potenziale e come si può calcolare?? 4. Cosa si intende per energia cinetica? 5. Cosa dice la legge fondamentale sull energia (pg.145) 6. Cosa si intende per potenza e come si calcola? 7. Qual è l unità di misura della potenza? 6 ESERCIZI: Il lavoro meccanico e la potenza 1. Una gru solleva una lastra di cemento di massa 400kg dal suolo fino al quinto piano di un palazzo in costruzione (altezza 15m). Calcola il lavoro che viene compiuto. Per calcolare la forza peso ricorda che l accelerazione di gravità corrisponde a 9,8 m/s Durante la notte viene pompata con una pompa acqua in un bacino posto a 100m di altezza. Quanti chilogrammi d acqua vengono pompati in una notte se, a tal fine, è necessario un lavoro di 6 MJ? 3. Un ascensore può trasportare una massa di 600 kg ad una velocità di 2,6 m/s. Il peso dell ascensore viene equilibrato con una forza contraria. Calcola la potenza che deve avere il motore dell ascensore trascurando attriti e perdite varie. 4. Una turbina si trova a 120 m di profondità rispetto al bacino a cui attinge l acqua. La potenza erogata dalla turbina è di 7,5 MW. Calcola il numero di metri cubi d acqua che devono essere portati alla turbina ogni secondo. ESERCIZI: Lavoro e potenza elettrica 1. Dopo un tempo di 6 minuti è stato accertato, mediante lettura al contatore, un lavoro elettrico di 0,075 kwh. Qual è la potenza dell apparecchio elettrico collegato?

7 2. Quale potenza hanno le lampade ad incandescenza coi seguenti dati: a. 2,2 V 0,4 A b. 3,7 V 0,3 A c. 4,8 V 0,5 A d. 6 V 0,4 A 7 3. Un resistore, collegato a 230 V, è percorso da una intensità di corrente di 22,36 ma. a. Qual è la potenza elettrica? b. Qual è il valore della resistenza? 4. Calcola l intensità di corrente le per le seguenti resistenze: a. 4,7 kω 0,1W b. 3,3 MΩ 1W c. 220 kω 0,125 W d. 15 kω 2 W e. 1,2 MΩ 0,5W f. 3,3 Ω 0,25 W 5. Quale corrente di funzionamento e quale resistenza hanno le lampade ad incandescenza con i seguenti dati: a. 230 V 15 W b. 230 V 60 W c. 230 V 25 W d. 230 V 75 W e. 230 V 40 W f. 230 V l00 W 6. Qual è il valore massimo di tensione che è possibile applicare alle seguenti resistenze? a. 15Ω 5 W b. 2,2 kω 9 W c. 330Ω 7W d. 220 Ω 11 W e. 1,2 kω 9 W f. 680Ω 17 W 7. Calcola la massima intensità di corrente possibile per le seguenti resistenze a pieno carico: a. 500 Ω 10 W b. 250 Ω 100 W c. 2,5 kω 50 W d. 5 kω 250 W

8 16 mm 16 mm 1 g i u g n o Un elemento riscaldatore porta sulla targa di funzionamento i seguenti dati: 230V 4 kw. L apparecchio rimane in funzione per 40 minuti. a. Qual è il valore della resistenza elettrica? b. Calcola l energia elettrica convertita in calore. 9. Un apparecchio elettrico viene fatto funzionare a 230 V. Di quale percentuale varia la potenza, se la tensione diminuisce a 210 V? La resistenza di 24,2 Ω si suppone costante. 10. Un filo di costantana di 25 m di lunghezza e di 0,2 mm di diametro deve essere usato, avvolto attorno ad un rocchetto, come resistenza. La corrente di funzionamento è di 50 ma. a. Calcola la potenza elettrica. b. A quale tensione massima può essere sottoposta la resistenza? c. A causa di un errore, in un impianto elettrico la tensione di funzionamento diminuisce del 15% del suo valore. Come varia la potenza di un utilizzatore con i dati 230 V 500 W? ESERCIZI: I condensatori Rielaborazione degli esercizi Müller Hörnemann (Editrice La Scuola) 8 1. Per indicare il livello in un serbatoio per liquido sono stati utilizzati misuratori di livello capacitivi. Si tratta di due piastre, isolate fra loro mediante il liquido. Una sonda deve essere utilizzata per il serbatoio dell'olio ed una per il serbatoio della benzina. Dati per le sonde: a=3 cm ; b = 6 cm; d = 0,8 cm Olio: εr = 2,0; Benzina: εr = 1.4 Di quanto varia la capacità, se fra le piastre al posto dell'olio si trova la benzina? 2. Due conduttori di linea sono posti uno di fronte all altro. Questi agiscono come piastre di un condensatore. Calcolate la capacità fra i conduttori quando sono noti i seguenti valori: superficie attiva del conduttore: S =20 cm 2 ; distanza dei conduttori: d=2 mm; costante dielettrica relativa dell isolante interposto: ε r =1,8. 3. Il condensatore a dischi della fig. 2 ha una capacità di 4,7 nf. Calcolate la costante dielettrica relativa del materiale ceramico. 2 mm Disco di ceramica Superficie metallica 4. dati i seguenti valori: a) εr= 1 ; d=8mm ; S= 100 cm cm 2 b) εr= 1; d = 200 cm 2 ; d=5 mm 60 mm Calcolate e tracciate l'andamento della curva per la: a) capacità in funzione della superficie b) capacità in funzione della distanza fra le armature. terminali

9 5. I condensatori ceramici hanno un isolante con grandi costanti dielettriche relative, per questo le superfici possono essere piccole anche a grandi capacità. Per un tale tipo di condensatore sono noti i seguenti valori: C=47nF; S = 1,3 cm 2. Calcola la superficie di un condensatore a carta di uguale capacità, se d =0,05 mm e εr= 1, La figura mostra un circuito per ritardo di apertura e di chiusura di relè. Uo=12 V; Rs = 220 Ω; Resistenza del relè: 500 Ω. a) Qual è l'intensità di corrente alla chiusura Rs dell interruttore e dopo il processo di carica? b) A quale tensione si carica il condensatore? c) Qual è l'intensità di corrente attraverso il relè un C Relè secondo dopo l'apertura?

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