Avrei un dubbio anche sull'effetto Joule
Ho accumulato in questi giorni di studio e lezioni alcuni dubbi.
Uno di questi che vorrei chiarirmi per procedere a cuor leggero è legato all'effetto Joule. Ho capito come si ricavi e il ragionamento svolto da buon joule, tuttavia mi impasticcio su un punto, vediamo se riesco a farvi capire il dubbio:
Sostanzialmente rissumendo abbiamo tali equivalenti formulazioni:
$P=V*(dq)/(dt)=VI=RI^2=V^2/R$
Ricordo anche la legge di Ohm sperimentale, eprché da qui giunge il dubbio interpretativo: $V=RI$
Prendiamo un sistema del genere:
si ha un circuito semplice senza resistenza sui fili, un resistore e un generatore che può generare una f.e.m di tot $V$.
prendo ora un resistore che mi apporta una resistenza R diversa dalla prima (chiamiamola $R_2$), il generatore non è cambiato dunque avrò la stessa $V=R_2*I_2$(*), ne consegue che varierà $I$ diventado una $I_2$ in modo da "restituire" nella formula la stessa V sul circuito che avevo prima.
Ora noto che prendendo $P=V*I$ e metendoci $I_2$: $P=V*I_2$ essendo dalla (*) $I_2ne consegue meno sviluppo di calore.
Ma questo contrasta con la mia intuizione quotidiana: il mio tostapane non si scalda proprio perché al sui interno ha "fili" con resistenza maggiore?
Non capisco l'errore di concetto
Uno di questi che vorrei chiarirmi per procedere a cuor leggero è legato all'effetto Joule. Ho capito come si ricavi e il ragionamento svolto da buon joule, tuttavia mi impasticcio su un punto, vediamo se riesco a farvi capire il dubbio:
Sostanzialmente rissumendo abbiamo tali equivalenti formulazioni:
$P=V*(dq)/(dt)=VI=RI^2=V^2/R$
Ricordo anche la legge di Ohm sperimentale, eprché da qui giunge il dubbio interpretativo: $V=RI$
Prendiamo un sistema del genere:
si ha un circuito semplice senza resistenza sui fili, un resistore e un generatore che può generare una f.e.m di tot $V$.
prendo ora un resistore che mi apporta una resistenza R diversa dalla prima (chiamiamola $R_2$), il generatore non è cambiato dunque avrò la stessa $V=R_2*I_2$(*), ne consegue che varierà $I$ diventado una $I_2$ in modo da "restituire" nella formula la stessa V sul circuito che avevo prima.
Ora noto che prendendo $P=V*I$ e metendoci $I_2$: $P=V*I_2$ essendo dalla (*) $I_2
Ma questo contrasta con la mia intuizione quotidiana: il mio tostapane non si scalda proprio perché al sui interno ha "fili" con resistenza maggiore?
Non capisco l'errore di concetto
Risposte
L'intuizione che ti porta a pensare:
Se il tostapane deve fornire una certa potenza $P=V^2/R$, dato che è progettato per lavorare a tensione fissata $V$ risulta evidente che se vuoi che abbia potenza elevata (il che equivale a dire che scalda in fretta) deve avere bassa resistenza.
"yessa":è assolutamente arbitraria e, nella fattispecie, sbagliata. (Ma poi: maggiore di cosa?)
il mio tostapane non si scalda proprio perché al sui interno ha "fili" con resistenza maggiore?
Se il tostapane deve fornire una certa potenza $P=V^2/R$, dato che è progettato per lavorare a tensione fissata $V$ risulta evidente che se vuoi che abbia potenza elevata (il che equivale a dire che scalda in fretta) deve avere bassa resistenza.
Ho passato tutta la mia esistenza pensando che le lampadine fossero filamenti "arrotolati" per creare maggior resistenza al passaggio degli elettroni e scaldarsi di più.
Dunque una lampadina ha un filamento a più bassa resistenza rispetto al filo che porta ivi corrente? :O
Dunque una lampadina ha un filamento a più bassa resistenza rispetto al filo che porta ivi corrente? :O
"yessa":
Dunque una lampadina ha un filamento a più bassa resistenza rispetto al filo che porta ivi corrente? :O
No: il filamento e i fili che portano la corrente sono IN SERIE e ci passa la stessa corrente. La potenza, a parità di corrente, è DIRETTAMENTE proporzionale alla resistenza: $W = I^2R$
Credo che il filamento delle lampadine ad incandescenza sia spiralato per due motivi:
- dev'essere abbastanza lungo perché il tungsteno è un conduttore con resistività molto bassa, per avere resistenza significativa (credo dell'ordine di qualche unità fino a $10^2 Omega$) non può essere troppo corto;
- dovendo sopportare repentini sbalzi di temperatura al momento dell'accensione, la forma elicoidale gli permette di dilatarsi (per effetto termico) rapidamente senza rompersi con troppa facilità.
- dev'essere abbastanza lungo perché il tungsteno è un conduttore con resistività molto bassa, per avere resistenza significativa (credo dell'ordine di qualche unità fino a $10^2 Omega$) non può essere troppo corto;
- dovendo sopportare repentini sbalzi di temperatura al momento dell'accensione, la forma elicoidale gli permette di dilatarsi (per effetto termico) rapidamente senza rompersi con troppa facilità.
Grazie per le spiegazioni pallit
Invece @mgrau
No: il filamento e i fili che portano la corrente sono IN SERIE e ci passa la stessa corrente. La potenza, a parità di corrente, è DIRETTAMENTE proporzionale alla resistenza: $W = I^2R$[/quote]
Analizziamo un attimo un tratto di filo prima della lampadina e il filamento della lampadina:
concluderei che avrò quindi voltaggi diversi nei capi dei due tratti perché se vale $P=IR^2$ e la $I$ rimane costante -come mi spiegavi- essendo a sua volta $I^2R=VI$ ed avendo due potenze diverse sul filo e sulla lampadina (la lampadina si scalda, il filo no-> quindi ho P diverse) ciò vuol dire che essendo $V=RI$ e cambiando resistena ma non I, avrò tensioni diverse ai capi.
Invece @mgrau
"mgrau":
[quote="yessa"]
Dunque una lampadina ha un filamento a più bassa resistenza rispetto al filo che porta ivi corrente? :O
No: il filamento e i fili che portano la corrente sono IN SERIE e ci passa la stessa corrente. La potenza, a parità di corrente, è DIRETTAMENTE proporzionale alla resistenza: $W = I^2R$[/quote]
Analizziamo un attimo un tratto di filo prima della lampadina e il filamento della lampadina:
concluderei che avrò quindi voltaggi diversi nei capi dei due tratti perché se vale $P=IR^2$ e la $I$ rimane costante -come mi spiegavi- essendo a sua volta $I^2R=VI$ ed avendo due potenze diverse sul filo e sulla lampadina (la lampadina si scalda, il filo no-> quindi ho P diverse) ciò vuol dire che essendo $V=RI$ e cambiando resistena ma non I, avrò tensioni diverse ai capi.
"yessa":
avrò quindi voltaggi diversi nei capi dei due tratti
Certo. Quasi tutta la ddp è ai capi del filamento.
Sempre gentili,
buona serata
buona serata
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