Un alternatore è costituito da un avvolgimento di N = 300 spire di area 480 cm² che ruota in un campo magnetico uniforme B = 0,36 T.
La resistenza dell’avvolgimento è trascurabile. Questo alternatore è collegato a un resistore di valore R = 75 Ω.
A quale frequenza deve ruotare l’alternatore per fornire una potenza di 60 W?


La relazione che lega potenza erogata su un resistore e tensione efficace è: P = V e 2 R P= { V_e }^2 over R Il valore efficace della tensione fornita dall'alternatore è data da: V e = N B o S ω 2 V_e = {N B_o S %omega} over {sqrt 2 } con S la superficie dell'avvolgimento, N il numero di spire, B0 il campo magnetico e ω la frequenza angolare.
Ricaviamo la tensione efficace dalla prima relazione ed eguagliamo: P R = N B o S ω 2 sqrt {P R} = {N B_o S %omega} over {sqrt 2 } Da cui la frequenza angolare: ω = 2 P R N B o S %omega = { sqrt {2 P R }} over {N B_o S } e la frequenza temporale: f = ω 2 π = 1 2 π 2 P R N B o S f= %omega over {2 %pi }= {1}over {2 %pi}{ sqrt {2 P R }} over {N B_o S } Sostituendo i dati si ottiene: f = 1 2 π 2 P R N B o S = 1 2 π 2 60 45 300 0.36 0.048 2.26 Hz f= {1}over {2 %pi}{ sqrt {2 P R }} over {N B_o S } = {1}over {2 %pi}{ sqrt {2 cdot 60 cdot 45 }} over {300 cdot 0.36 cdot 0.048 } approx 2.26 Hz