Un flash elettronico per macchina fotografica
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
Un flash elettronico per macchina fotografica contiene un condensatore con una capacità di 890 μF. Quando il flash è completamente carico ed è pronto per essere utilizzato, la differenza di potenziale tra le sue armature è di 330 V.
1. Qual è l’intensità della carica su ogni armatura del condensatore quando quest’ultimo è completamente carico?
2. Calcola l’energia accumulata quando il flash è carico.
Introduzione all’Argomento:
L’elettrostatica è una disciplina che studia le cariche elettriche statiche (hanno grandezza e posizione invariabili nel tempo), generatrici del campo elettrico. Quest’ultimo è una grandezza vettoriale generata da una carica Q nello spazio. In particolare, esso si definisce come rapporto tra la forza di Coulomb esercitata da una carica Q su una carica di prova q e la carica q stessa. Si tratta di un argomento fondamentale nello studio della fisica, in quanto, insieme a quello magnetico, costituisce il campo elettromagnetico, responsabile dei fenomeni di interazione elettromagnetica. Introdotto da Michael Faraday per spiegare l’interazione tra due cariche poste ad una certa distanza, il campo elettrico si propaga alla stessa velocità della luce e, nel Sistema Internazionale, si misura in N/C (Newton / Coulomb).
Analisi dell’Esercizio:
In questo esercizio analizziamo un flash elettronico per macchina fotografica che contiene un condensatore con capacità nota. Determiniamo la carica presente sulle armature quando il flash è completamente carico partendo dalla definizione di capacità. A questo punto possiamo calcolare l’energia accumulata nel condensatore applicando l’apposita formula. Eseguiamo i calcoli e otteniamo il risultato richiesto.
Risoluzione dell’Esercizio:
La capacità di un condensatore si definisce come rapporto tra l’intensità di carica presente su ogni armatura e la differenza di potenziale tra le armature. Dunque, sapendo che, quando il flash è completamente carico, la tensione vale 330 V, determino la carica:
$$C=\frac{Q}{\Delta V}$$
da cui:
$$Q=C\Delta V=890\times10^{-6}F\times330V=0,29C$$
Calcolo ora l’energia accumulata nel condensatore quando il flash è carico applicando l’apposita formula:
$$U=\frac{1}{2}QV=\frac{1}{2}\times0,29C\times330V=48J$$
