Generatore reale: calcolo della forza elettromotrice e resistenza interna

Testo del problema:

Un generatore eroga una potenza di 3 kW su un carico che assorbe complessivamente la corrente di 15 A.
Calcola il valore della forza elettromotrice  E e la resistenza interna  r_g del generatore, sapendo che il suo rendimento elettrico è del 96%.

Soluzione

La tensione ai capi del carico (o morsetti del generatore) è:

 V_{AB} = \frac{P_e}{I} = \frac{3000}{15} = 200\,\text{V}

Il rendimento elettrico è dato da:

 \eta_g = \frac{V_{AB}}{E} \Rightarrow 0{,}96 = \frac{200}{E}

Da cui si ricava:

 E = \frac{200}{0{,}96} = 208{,}3\,\text{V}

Calcolo della resistenza interna

Applicando la legge di Kirchhoff tra i nodi A e B:

 V_{AB} = E - r_g \cdot I \Rightarrow r_g = \frac{E - V_{AB}}{I}

 r_g = \frac{208{,}3 - 200}{15} = 0{,}55\,\Omega

Risultato

  • Forza elettromotrice:  E = 208{,}3\,\text{V}
  • Resistenza interna:  r_g = 0{,}55\,\Omega