Esercizi di Elettrotecnica

ESERCIZIO N.1 CALCOLO DELLE CALORIE DI UNO SCALDABAGNO

Esercizio

ing. Francesco Buffa

Supponiamo di disporre di uno scaldabagno elettrico che debba riscaldare 50 litri di acqua da 20°C a 90°C, quante calorie sono necessarie?

La formula da considerare in questo caso è:

joule3

Dove:

     joule19

Sostituendo i valori dati e ricordando che il calore specifico dell'acqua è 1 si ottiene:

joule5

Supponiamo adesso che lo scaldabagno in esame assorba la potenza elettrica dalla rete di 1.200 W, allora ci si domanda, quanto tempo sarà necessario per sviluppare queste 3.500 Calorie?

La potenza è uguale al lavoro compiuto diviso il tempo impiegato a compierlo, quindi:

joule6

Quindi la formula inversa che serve è:

joule9

Il lavoro richiesto è costituito dal riscaldamento dell'acqua che è già stato calcolato ma è misurato in Calorie e quindi va convertito nelle unità del S.I. e poichè è:

 1 Kwh = 860 Cal

1Wh = 0,86 Cal

la formula pratica che ne risulta, dopo qualche passaggio è:

joule8

In questa formula:

    joule20

Ma essendo nota la quantità di calore e la potenza e dovendosi invece calcolare il tempo t si deve effettuare la formula inversa ottenendo il tempo richiesto in ore:

joule10

Volendo essere più precisi ci si potrebbe chiedere cosa vuol dire 3,39 ore? Visto che il tempo va misurato in ore, minuti e secondi? 
Basta ricordare che un'ora equivale a sessanta mminuti e un minuto a sessanta secondi e convertire quindi le frazioni di ore in minuti e le frazioni di minuti in secondi:

joule11

Questo è il tempo in cui uno scaldabagno elettrico da 1.200 W riscalda 50 litri di acqua da 20°C a 90°C.
Se ricordiamo che l'alimentazione avviene a 220 V, possiamo anche calcolare sia la corrente assorbita che la resistenza dello scaldabagno. 
Poichè la potenza in corrente alternata risponde alla formula:

joule12

La corrente risulta dalla sua formula inversa:

joule13

joule21

joule14

 Per il calcolo della resistenza delllo scaldabagno conviene usare la formula:

joule16

Ma poichè la potenza e la tensione di alimentazione sono noti, bisaogna fare la formula inversa per trovare la resistenza:

joule18

Continua:

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