Esercizi sulla seconda legge di Ohm
Esercizi online e gratuiti sulla seconda legge di Ohm
In questa sezione del sito sono proposti esercizi sulla seconda legge di Ohm.
La raccolta degli esercizi sulla seconda legge di Ohm di seguito proposta è rivolta sia agli studenti universitari delle facoltà scientifiche che agli studenti di licei ed istituti tecnici.
Prima di affrontare gli esercizi sulla seconda legge di Ohm facciamo un breve ripasso di tale legge.
La seconda legge di Ohm fornisce la formula per il calcolo della resistenza di un conduttore metallico in funzione delle sue caratteristiche fisiche.
La resistenza è infatti una caratteristica propria del conduttore e dipende dalla lunghezza L del conduttore, dalla sua sezione S e da un coefficiente ρ detto coefficiente di resistività tipico per ogni materiale:
R = ρ · L/S
Pertanto la resistenza è direttamente proporzionale alla lunghezza del conduttore, mentre è inversamente proporzionale alla sua sezione.
L'unità di misura del coefficiente di resistività nel S.I. è [Ω · m].
Questa relazione ha però dei limiti: essa vale solo se la temperatura del conduttore rimane costante. La resistività infatti nella stragrande maggioranza dei conduttori metallici è una funzione crescente della temperatura secondo la legge:
ρ = ρ20 · (1 + α · ΔT)
in cui
ΔT = T - 20 ovvero l'intervallo di temperatura tra quella di riferimento (temperatura ambiente a 20°C e la temperatura T che si sta considerando)
ρ20 è la resistività misurata a 20°C
α è detto coefficiente termico.
Ti mettiamo inoltre disposizione una calcolatrice online e gratuita utile per svolgere i calcoli degli esercizi: calcolatrice scientifica.
Esercizi sulla seconda legge di Ohm
Di seguito gli esercizi sulla seconda legge di Ohm elencati secondo un ordine crescente di difficoltà.
Livello di difficoltà medio-basso
1.
Ad un conduttore cilindrico di rame è applicata una tensione di 4,5 V ed in esso circola una corrente di 0,05 A.
Sapendo che il conduttore è lungo 1 m, calcolarne il diametro.
Si sappia che:
ρrame = 1,7 · 10-8 Ω · m
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sulla resistenza.
2.
Calcolare la sezione ed il peso di due fili conduttori metallici di resistenza 2 Ω entrambi e di pari lunghezza 200 m, sapendo che uno è composto di rame, la cui densità è 8900 kg/m3 mentre l'altro è fatto di alluminio, densità 2700 kg/m3.
Si sappia inoltre che:
ρrame = 1,7 · 10-8 Ω · m
ρalluminio = 2,8 · 10-8 Ω · m
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della sezione di un conduttore.
Livello di difficoltà medio-alto
3.
Un conduttore di alluminio ha sezione quadrata con lato di 5,0 mm ed è lungo 2,0 metri.
Calcolare la resistenza tra gli estremi.
Quale deve essere il diametro di un filo di rame lungo 1,0 metro a sezione circolare se la sua resistenza è la medesima di quella dell'alluminio?
Si sappia che:
ρrame = 1,7 · 10-8 Ω · m
ρalluminio = 2,8 · 10-8 Ω · m
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: prima legge di Ohm e calcolo del diametro di un conduttore.
4.
Si vuole costruire un termometro per uso industriale che sfrutti un circuito elettrico a resistenza variabile.
Tale resistenza è composta da un conduttore d'argento, che al variare della temperatura varia la propria resistenza elettrica.
Calcolare di quanto varia percentualmente R se il conduttore viene portato dalla temperatura ambiente (20°C) alla temperatura massima a cui arriva il forno industriale di 180 °C.
Si sappia che il coefficiente termico dell'argento vale:
αargento = 4,1 · 10-3 °C-1
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: valore della resistenza in funzione della temperatura.
5.
Una stufa elettrica è realizzata mediante una resistenza metallica costituita da una lega di nichel-cromo caratterizzata da un coefficiente termico α = 4 · 10-4 °C-1.
La potenza dissipata dalla stufa quando raggiunge un temperatura di 800 °C è 500 W e la tensione applicata è di 200 V.
Successivamente la stufa viene regolata tramite un termostato e raggiunge una temperatura di 200°C.
Calcolare la potenza dissipata a 200°C e le correnti che circolano nella resistenza nei due casi.
Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della potenza dissipata.
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