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Confronto tra circuiti in serie, in parallelo e misti

fisica

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Confronto tra circuiti in serie, in parallelo e misti

Relazione di Fisica

Titolo: confronto tra circuiti in serie, in parallelo e misti.

Scopo: determinare eventuali differenze tra i circuiti ohmici su indicati.

Materiale: generatore di corrente, resistori, fili conduttori, tavola bredboard.

Strumenti: tester digitale (voltmetro), tester analogico (amperometro).

Procedimento: costruiamo un circuito in serie (1) utilizzando due resistori R1 e R2 rispettivamente di 220 e 110 Ω e ne rileviamo i valori di ∆V con i 323c21d l voltmetro collegato in parallelo e Itot con l'amperometro collegato in serie. In tabella sono riassunti i dati raccolti, con l'aggiunta del fondo scala ed errore relativi all'intensità di corrente e del calcolo della resistenza totale del circuito.

∆V [V]

I [mA]

Fondo scala [mA]

Errore [mA]

Rtot

5.04

15.5

50

0.5

325

9.89

30

50

0.5

329

Costruiamo il circuito in parallelo (2) utilizzando i medesimi resistori, in modo da poter effettuare un confronto diretto con i valori del circuito precedentemente realizzato. In tabella utilizziamo i campi precedentemente utilizzati, inserendo i valori parziali I1 e I2 dell'intensità di corrente.

L'intensità parziale è uguale al rapporto tra ∆V e la resistenza relativa.

∆V [V]

I [mA]

I1 [mA]

F.scala 1

Errore 1

I2 [mA]

F.scala 2

Errore 2

Rtot

5.10

70

50

500 mA

5 mA

23

50 mA

0.5 mA

72

10.02

140

100

500 mA

5 mA

45

500 mA

5 mA

71.57

Il terzo circuito (3) che ci proponiamo di studiare prevede l'unione di entrambi i circuiti già realizzati, con un primo resistore R1 in serie e due resistori R2 e R3 tra loro in parallelo ma in serie rispetto ad R1.

∆V [V]

I [mA]

Fondo scala [mA]

Errore [mA]

Rtot

5.11

8

50

0.5

638.75

10.15

16

50

0.5

634.38

Conclusioni: nel circuito in serie si nota che raddoppiando la differenza di potenziale non cambia il risultato della resistenza totale, rendendo valida l'affermazione Rtot = R1 + R2. Bisogna aggiungere che le imprecisioni sul calcolo delle resistenze sono dovute alla presenza di un resistore all'interno del generatore di corrente che, anche se in piccola quantità, può influenzare il risultato. Per ogni resistore passa la stessa corrente.

Nel circuito in parallelo invece la corrente giungendo al nodo si divide in modo proporzionato ai resistori che dovrà oltrepassare, rendendo inapplicabile la regola della somma di resistenze. Infatti la resistenza totale calcolata equivale a 72 Ω circa, ben distanti dai 327 Ω rilevati in media nel circuito in serie con gli stessi resistori.

Nel terzo circuito viene aggiunto una resistenza di 5600 Ω: anche in questo caso la resistenza totale non può essere calcolata immediatamente con la somma delle tre resistenze, ma occorre passare per passaggi matematici ben determinati.

La resistenza totale è uguale alla somma delle singole resistenze solo nei circuiti in serie.

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