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[Risolto] Problema fisica

  

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La formula P=r i^2 + E i esprime la potenza P fornita da una batteria di tensione E, di resistenza interna r, he eroga una corrente di intensità i. Un certo modello di batteia per automobili ha una tensione E=12,5V e una resistenza interna r=3,2 Ohm. A quale intensità di corrente corrisponde la potenza utile massima? Uqal è il valore della potenza utile massima di questa batteria?

Qualcuno mi potrebbe risolvere e spiegare questo problema? Grazie mille 🙂

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La funzione potenza in questo caso è esprimibile come

$P(i)=12.5i-3.2i^2$

È un'equazione polinomiale di secondo grado, il cui grafico è una parabola. Per calcolarne il massimo va fatta la derivata prima (oppure calcolato il vertice della parabola, a seconda di che livello di studi sei).

Con la derivata prima:

$P'(i)=12.5-6.4i$

Questa va posta uguale a 0

$P'(i)=12.5-6.4i=0$ --> $i=1.95 A$

quindi per trovare il massimo si sostituisce $i=1.95 A$ nell'espressione della potenza:

$P(1.95)=12.5*1.95-3.2*(1.95^2)=12.2 W$

con il vertice della parabola: 

$i_V=-b/2a=-12.5/(-2*3.2)=12.5/6.4=1.95 A$

$P_V=-\Delta/4a=-12.5^2/-12.8=12.2 W$



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Formula della batteria in erogazione :

f.e.m. = E

V = E-r*i

P = V*i = (E-r*i)*i = E*i-r*i2

Pmax si ha quando la resistenza del carico R è uguale alla resistenza interna r ; non sapendo quali sono le tue nozioni di matematica , mi limito a sottoporti una tabella in EXCELL che lo dimostra 

image

Si vede come P sia massima in corrispondenza di R = r = 3,2 ohm ed abbia un valore pari a 12,21 watt.

(E' un problema che ha analogia con quello volto a determinare quale sia il parallelogramma che, a pari perimetro, presenta l'area maggiore : è il quadrato, quello con i lati uguali) 

 



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grazie mille @Sebastiano sempre il top! 

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Una domanda come avrei fatto calcolando il vertice della parabola? perchè io alla derivata prima non ci son ancora arrivato

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@marco1 appunto, mi scuso, sono stato interrotto mentre dovevo ancora finire la spiegazione. adesso ho aggiornato con il vertice della parabola. 🙂

Ah non preoccuparti grazie mille! 🙂



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