_francesca.ricci
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Concetti Chiave

  • Il problema riguarda il calcolo della resistenza interna di una batteria, data la differenza di potenziale a circuito aperto e chiuso.
  • La differenza di potenziale misurata è di 12,0 V a circuito aperto e 11,8 V a circuito chiuso su una resistenza di 400 Ω.
  • La forza elettromotrice del circuito viene usata per derivare la formula della resistenza interna: r = (f_em - V) / i.
  • L'intensità di corrente i è calcolata utilizzando la prima legge di Ohm: i = V / R = 11,8 V / 400 Ω = 0,03 A.
  • La resistenza interna della batteria è calcolata come 6,67 Ω utilizzando i dati forniti e la formula derivata.

In questo appunto affronteremo un problema che richiede, nota la differenza di potenziale di una batteria sia a circuito aperto che chiuso, con una resistenza nota.
L'obiettivo del problema è ricavare la resistenza interna della pila. Vediamo ora il testo dell'esercizio.
Per risolvere l'esercizio utilizzeremo, oltre alla definizione di forza elettromotrice di una pila, una delle leggi di Ohm.

Indice

  1. Testo del problema
  2. Svolgimento del problema

Testo del problema

Ai capi di una batteria risulta una differenza di potenziale di
[math]12,0 V[/math]
se misurata a circuito aperto e
[math]11,8 V[/math]
se misurata quando il circuito chiuso su una resistenza
[math] R = 400 \Omega[/math]
.
Quanto vale la resistenza interna
[math]r[/math]
della pila?

Svolgimento del problema

La forza elettromotrice di un circuito data dalla formula
[math] f_{em} = V + r \cdot i [/math]
.
Data questa definizione, possiamo passare alla formula inversa per ricavare la resistenza interna del circuito:

[math] r = \frac{f_{em} - V}{i} [/math]

Tuttavia arrivati a questo punto sembra che manchi un dato, ovvero sembra che manchi l'intensità di corrente

[math]i[/math]
. Applichiamo la prima legge di Ohm:

[math] i = \frac{V}{R} = \frac{11,8 V}{400 \Omega} = 0,03 A [/math]

Nel caso in cui il circuito è aperto, e quindi non circola corrente al suo interno, sappiamo che la forza elettromotrice è uguale alla differenza di potenziale.
Possiamo quindi determinare la resistenza interna del circuito con la formula accennata all'inizio, perché abbiamo a disposizione tutti i dati.

[math] r = \frac{f_{em} - V}{i} = \frac{12,0V - 11,8V}{0,03A} = 6,67 \Omega [/math]

Quindi la resistenza cercata vale

[math] 6,67 \Omega [/math]

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