Concetti Chiave
- La carica che fluisce nel cellulare in 45 secondi è calcolata moltiplicando la corrente per il tempo, risultando in 36 Coulomb.
- La potenza sviluppata per effetto Joule si determina moltiplicando la corrente per la differenza di potenziale, pari a circa 3,0 Watt.
- L'energia dissipata per effetto Joule in 45 secondi è calcolata moltiplicando la potenza per il tempo, risultando in 133,2 Joule.
- La formula per la carica utilizza la relazione tra differenza di potenziale, lavoro e carica, semplificata grazie alla connessione tra potenza e tempo.
- La potenza è espressa come il prodotto tra l'intensità di corrente e la differenza di potenziale, evidenziando l'interconnessione tra questi elementi.
Testo dell'esercizio
Ai capi della pila di un telefono cellulare c’è una differenza di potenziale di- La carica che fluisce nel cellulare in 45s.
- La potenza sviluppata per effetto Joule.
- L’energia dissipata per effetto Joule in 45s.
Svolgimento dell'esercizio
Per determinare la carica che fluisce nel cellulare nell’intervallo di tempo indicato, partiamo dalla formula della definizione di differenza di potenziale come lavoro fratto carica. Si ricorda infatti che il lavoro compiuto dalla forza elettrostatica è pari alla differenza di energia potenziale, quest'ultima ottenuta come prodotto tra carica e differenza di potenziale:
Poiché conosciamo l’intervallo di tempo, esprimiamo il lavoro in funzione della potenza e del tempo, cioè ricordando che la potenza è definita come la quantità di lavoro effettuata per unità di tempo:
Quindi mettendo insieme le due formule possiamo ottenere:
La potenza dissipata per Effetto Joule si esprime come
Svolgiamo infine i conti, la carica risulta quindi:
La potenza sviluppata per effetto Joule è data, come abbiamo detto precedentemente, dalla formula:
Per trovare l’energia dissipata, dobbiamo determinare il lavoro che viene compiuto:
Domande da interrogazione
- Come si calcola la carica che fluisce nel cellulare in 45 secondi?
- Qual è la potenza sviluppata per effetto Joule nel circuito?
- Come si determina l'energia dissipata per effetto Joule in 45 secondi?
La carica si calcola utilizzando la formula \( q = i \cdot t \), dove \( i \) è la corrente e \( t \) è il tempo. Nel testo, la carica è calcolata come \( 0,80 A \cdot 45 s = 36 C \).
La potenza sviluppata per effetto Joule è calcolata con la formula \( P = i \cdot ∆V \). Nel testo, la potenza è \( 3,7 V \cdot 0,80 A = 2,96 W \), approssimata a \( 3,0 W \).
L'energia dissipata si determina calcolando il lavoro compiuto, usando la formula \( L = P \cdot t \). Nel testo, l'energia dissipata è \( 2,96 W \cdot 45 s = 133,2 J \), approssimata a \( 1,3 \cdot 10^2 J \).
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