Potenza e consumo elettrico
Un forno e una lampadina LED fanno la stessa cosa: trasformano energia elettrica in altro (calore, luce). Ma il forno lo fa "a tutta forza", la lampadina con pochissimo. Questa differenza si chiama potenza. E in bolletta, alla fine del mese, che cosa paghiamo davvero: la potenza o qualcos'altro?
La potenza: energia ogni secondo
Se avvicini la mano a una lampadina LED da $10\ \text{W}$ e a un termoventilatore da $2000\ \text{W}$, entrambi collegati alla stessa presa da $230\ \text{V}$, senti che il termoventilatore scalda moltissimo in pochi secondi mentre la lampadina appena si intiepidisce. Perché due apparecchi collegati alla stessa tensione trasformano quantità di energia così diverse ogni secondo?
Perché funziona? Più tensione e più corrente significano più energia che passa ogni secondo nel circuito: la potenza è proprio il prodotto delle due.
Un tostapane collegato a $230\ \text{V}$ è attraversato da una corrente di $2\ \text{A}$. Calcola la sua potenza in watt.
Un tostapane collegato a $230\ \text{V}$ è attraversato da una corrente di $2\ \text{A}$. Calcola la sua potenza in watt.
Il caricabatterie di un cellulare lavora a $5\ \text{V}$ ed eroga una corrente di $2\ \text{A}$. Quale potenza fornisce al telefono?
Il caricabatterie di un cellulare lavora a $5\ \text{V}$ ed eroga una corrente di $2\ \text{A}$. Quale potenza fornisce al telefono?
Per confrontare apparecchi diversi: più grande è la potenza, più energia l'apparecchio trasforma ogni secondo. Per ordinarli basta confrontare i valori in watt, dal più piccolo al più grande.
Ordina dalla minore alla maggiore potenza tipica questi apparecchi: un forno ($2500\ \text{W}$), una lampadina LED ($10\ \text{W}$), un televisore ($100\ \text{W}$) e un…
Ordina dalla minore alla maggiore potenza tipica questi apparecchi: un forno ($2500\ \text{W}$), una lampadina LED ($10\ \text{W}$), un televisore ($100\ \text{W}$) e un asciugacapelli ($1500\ \text{W}$), come mostrato in figura.
Quale trasforma più energia elettrica ogni secondo?
Dalla potenza all'intensità
Sul retro di un forno a microonde leggi solo «$230\ \text{V}$» e «$1150\ \text{W}$». Quanti ampere circolano nel cavo? Il costruttore indica la potenza, ma a noi serve la corrente: come la ricaviamo? Ricorda che ogni presa e ogni cavo hanno una intensità massima (per esempio $16\ \text{A}$): se la corrente richiesta la supera, c'è pericolo di sovraccarico.
Un radiatore elettrico da $1150\ \text{W}$ è collegato alla rete da $230\ \text{V}$. Quale intensità di corrente lo attraversa?
Un radiatore elettrico da $1150\ \text{W}$ è collegato alla rete da $230\ \text{V}$. Quale intensità di corrente lo attraversa?
Un forno da $2300\ \text{W}$ è collegato alla rete da $230\ \text{V}$. a) Quale intensità di corrente lo attraversa? b) La presa e il cavo della cucina sopportano fino a…
Un forno da $2300\ \text{W}$ è collegato alla rete da $230\ \text{V}$.
- a) Quale intensità di corrente lo attraversa?
- b) La presa e il cavo della cucina sopportano fino a $16\ \text{A}$: c'è pericolo di sovraccarico usando solo il forno? Giustificalo.
Potenza ed energia non sono la stessa cosa
Un asciugacapelli da $2000\ \text{W}$ usato dieci minuti sposta appena il contatore, mentre un frigorifero da soli $150\ \text{W}$, acceso giorno e notte, pesa molto sulla bolletta. Da quali grandezze dipende l'energia elettrica che paghiamo?
Perché si moltiplica? Se un apparecchio trasforma una certa energia ogni secondo, più a lungo resta acceso più energia trasforma in tutto.
Nella bolletta della luce il consumo compare in $\text{kWh}$. Il kilowattora è un'unità di potenza o di energia? Spiega con parole tue che cosa significa consumare…
Nella bolletta della luce il consumo compare in $\text{kWh}$. Il kilowattora è un'unità di potenza o di energia? Spiega con parole tue che cosa significa consumare $1\ \text{kWh}$.
Una lampadina da $100\ \text{W}$ rimane accesa per $10\ \text{h}$. a) Quanta energia consuma, in wattora? b) Esprimila in kilowattora.
Una lampadina da $100\ \text{W}$ rimane accesa per $10\ \text{h}$.
- a) Quanta energia consuma, in wattora?
- b) Esprimila in kilowattora.
Un ventilatore da $50\ \text{W}$ resta acceso $4\ \text{h}$. Quanta energia consuma? Esprimila in $\text{Wh}$ e in $\text{kWh}$.
Un ventilatore da $50\ \text{W}$ resta acceso $4\ \text{h}$. Quanta energia consuma? Esprimila in $\text{Wh}$ e in $\text{kWh}$.
Un piano a induzione da $2\ \text{kW}$ funziona per $15\ \text{min}$. a) Esprimi quel tempo in ore. b) Calcola l'energia consumata, in $\text{kWh}$. c) Quanto costa a…
Un piano a induzione da $2\ \text{kW}$ funziona per $15\ \text{min}$.
- a) Esprimi quel tempo in ore.
- b) Calcola l'energia consumata, in $\text{kWh}$.
- c) Quanto costa a $0,20\ \text{€/kWh}$?
Il costo in bolletta
Nella bolletta della luce l'energia consumata si paga moltiplicandola per il prezzo di un chilowattora (qui usiamo prezzi ipotetici ma plausibili).
Un termoventilatore da $1200\ \text{W}$ si accende per $2\ \text{h}$ al giorno durante un mese di $30$ giorni. a) Esprimi la sua potenza in kilowatt. b) Calcola…
Un termoventilatore da $1200\ \text{W}$ si accende per $2\ \text{h}$ al giorno durante un mese di $30$ giorni.
- a) Esprimi la sua potenza in kilowatt.
- b) Calcola l'energia che consuma nel mese, in $\text{kWh}$.
- c) Se il prezzo è di $0,20\ \text{€/kWh}$, quanto costa quell'uso?
Una lampada LED da $10\ \text{W}$ dà la stessa luce di una vecchia lampadina da $60\ \text{W}$, ed entrambe sono accese $5\ \text{h}$ al giorno. a) Calcola l'energia che…
Una lampada LED da $10\ \text{W}$ dà la stessa luce di una vecchia lampadina da $60\ \text{W}$, ed entrambe sono accese $5\ \text{h}$ al giorno.
- a) Calcola l'energia che consuma ciascuna in un mese di $30$ giorni, in $\text{kWh}$.
- b) Con il $\text{kWh}$ a $0,20\ \text{€/kWh}$, quanto denaro si risparmia al mese con la LED?
Usciamo di casa per un giorno intero e lasciamo accesa per errore una lampada da $100\ \text{W}$ per $10\ \text{h}$. a) Quanti $\text{kWh}$ ha consumato? b) Quanto…
Usciamo di casa per un giorno intero e lasciamo accesa per errore una lampada da $100\ \text{W}$ per $10\ \text{h}$.
- a) Quanti $\text{kWh}$ ha consumato?
- b) Quanto denaro abbiamo sprecato, a $0,20\ \text{€/kWh}$?
In casa di Lucia ogni giorno si usano: un forno da $2\ \text{kW}$ per $1\ \text{h}$, dieci lampadine LED da $10\ \text{W}$ accese per $5\ \text{h}$ e un frigorifero da…
In casa di Lucia ogni giorno si usano: un forno da $2\ \text{kW}$ per $1\ \text{h}$, dieci lampadine LED da $10\ \text{W}$ accese per $5\ \text{h}$ e un frigorifero da $200\ \text{W}$ in funzione per $24\ \text{h}$.
- a) Calcola i $\text{kWh}$ che consuma ciascuno al giorno.
- b) Quanti $\text{kWh}$ si consumano in totale in un mese di $30$ giorni?
- c) A quanto ammonta la bolletta del mese a $0,20\ \text{€/kWh}$?
Risparmiare energia: etichette e confronti
Sull'etichetta energetica di un frigorifero compare una lettera tra la A e la G. a) Che cosa indica quella lettera? b) Quale lettera conviene scegliere per pagare meno…
Sull'etichetta energetica di un frigorifero compare una lettera tra la A e la G.
- a) Che cosa indica quella lettera?
- b) Quale lettera conviene scegliere per pagare meno in bolletta? Perché?
L'etichetta di un frigorifero nuovo indica un consumo di $150\ \text{kWh}$ all'anno, mentre quello vecchio di casa ne consuma $450\ \text{kWh}$ all'anno. a) Quanti…
L'etichetta di un frigorifero nuovo indica un consumo di $150\ \text{kWh}$ all'anno, mentre quello vecchio di casa ne consuma $450\ \text{kWh}$ all'anno.
- a) Quanti $\text{kWh}$ si risparmiano ogni anno con quello nuovo?
- b) A quanto denaro corrisponde quel risparmio a $0,20\ \text{€/kWh}$?
Un vecchio televisore consuma $300\ \text{kWh}$ all'anno e uno nuovo, con tecnologia LED, $100\ \text{kWh}$ all'anno. Il televisore nuovo costa $400\ \text{€}$ e il…
Un vecchio televisore consuma $300\ \text{kWh}$ all'anno e uno nuovo, con tecnologia LED, $100\ \text{kWh}$ all'anno. Il televisore nuovo costa $400\ \text{€}$ e il $\text{kWh}$ è a $0,20\ \text{€/kWh}$.
- a) Quanto denaro si risparmia ogni anno con il televisore nuovo?
- b) Quanti anni ci vorranno perché il risparmio compensi il prezzo del televisore?
- c) Pensi che il cambio valga la pena? Motiva la risposta con i dati.
Non sovraccaricare l'impianto
Quando in casa accendi forno e lavatrice insieme, a volte "salta la luce". Perché?
Negli esempi qui sotto useremo un impianto da $16\ \text{A}$, che ammette $3680\ \text{W}$ (nell'esercizio, invece, il limite è $3450\ \text{W}$, cioè $15\ \text{A}$: si ragiona allo stesso modo, con $P_{max} = V \cdot I_{max}$). Attenzione: sono due limiti diversi. Con un contatore da $3\ \text{kW}$, invece, la corrente viene staccata già oltre circa $3{,}3\ \text{kW}$, anche se i fili reggerebbero di più.
Un forno da $2300\ \text{W}$ è collegato alla rete da $230\ \text{V}$. a) Quale intensità di corrente lo attraversa? b) La presa e il cavo della cucina sopportano fino a…
Un forno da $2300\ \text{W}$ è collegato alla rete da $230\ \text{V}$.
- a) Quale intensità di corrente lo attraversa?
- b) La presa e il cavo della cucina sopportano fino a $16\ \text{A}$: c'è pericolo di sovraccarico usando solo il forno? Giustificalo.
L'impianto di un'abitazione ammette al massimo $3450\ \text{W}$ contemporaneamente; se si supera, scatta l'interruttore di controllo e va via la luce. La rete è da…
L'impianto di un'abitazione ammette al massimo $3450\ \text{W}$ contemporaneamente; se si supera, scatta l'interruttore di controllo e va via la luce. La rete è da $230\ \text{V}$. La figura confronta la potenza degli apparecchi con quel massimo.
- a) Quale intensità massima di corrente permette l'impianto?
- b) Possiamo usare contemporaneamente il forno ($2300\ \text{W}$) e la lavatrice ($2000\ \text{W}$)? Giustificalo con i numeri.
- c) E il forno insieme al microonde ($1150\ \text{W}$)?
Torniamo all'inizio: il forno ($2500\ \text{W}$) in una sola ora consuma $2{,}5\ \text{kWh}$ (circa $0{,}50\ \text{€}$), mentre una lampadina LED da $10\ \text{W}$ dovrebbe restare accesa $250$ ore di fila per consumare altrettanto. In bolletta paghiamo l'energia, cioè potenza per tempo.