I pacemaker destinati a un uso prolungato
Categoria: FISICA |
Testo del Quesito:
I pacemaker destinati a un uso prolungato utilizzano solitamente una batteria al litio-iodio capace di fornire una carica di 0,42 A*h.
1. Quale quantità di carica può fornire tale batteria?
2. Se la corrente media prodotta da un pacemaker è 5,6 μA, qual è la durata prevista per questo dispositivo?
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 ci viene detto che i pacemaker destinati a un uso prolungato utilizzano solitamente una batteria al litio-iodio capace di fornire una carica di 0,42 A*h. Convertiamo innanzitutto il valore della carica che ci viene fornito dal testo in un’unità di misura più consona alle nostre necessità (il Coulomb). Determiniamo poi la durata prevista per il dispositivo andando ad applicare la definizione di intensità di corrente media.
Risoluzione dell’Esercizio:
Scrivo la carica in unità di misura più consone alle nostre necessità:
$$Q=I\Delta t=0,42A\cdot h
=
0,42 A\times3600s
=$$
$$=
1512C
\approx
1,5\times10^3C
=1,5kC$$
Considerando la corrente media prodotta, la durata prevista per il dispositivo sarà pari a:
$$\Delta t=\frac{Q}{I}
=$$
$$=
\frac
{1,5\times10^3C}
{5,6\times10^{-6}A}
=
2,68\times10^8s
\approx 8,5anni$$
NB Per passare da secondi ad anni ci sono tre step:
$$\frac{2,68\times10^8s}{3600}=7,44\times4h
=$$
$$=
\frac{7,44\times10^4h}{24}=3,1\times10^3giorni
=$$
$$=\frac{3,1\times10^3giorni}{365}
=
8,5anni$$
