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Determinazione della caratteristica Voltamperometrica di un bipolo incognito

elettrotecnica


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Laboratorio di Elettrotecnica

TEMA DELL'ESERCITAZIONE:

Determinazione della caratteristica Voltamperometrica di un bipolo incognito  

SCHEMA:




APPARECCHI E STRUMENTI:

Un potenziometro;

Un resistore con Pn=1W, Rn=9.1W;

Un multimetro digitale con funzione di voltmetro;

Un milliamperometro analogico con portata massima 500mA e classe 0.5;

Un alimentatore stabilizzato variabile 0¸50V;

Un bipolo incognito.

                                                                      

DATI,TABELLE E GRAFICO:

Tabella Dati

N

V

I

Er%

Parametri

 

Volt

mA

 

Emax1 (portata 100mA)=

0,5

1

0,574

1

50,00

Emax2 (portata 500mA)=

2,5

2

0,653

5

10,00

In=

0,331 mA

3

0,687

10

5,00

Vn=

3,016 V

4

0,706

15

3,33

Pn=

1W

5

0,719

20

2,50

Rn=

9,1 Ohm

6

0,729

25

2,00

7

0,736

30

1,67

8

0,748

40

1,25

9

0,757

50

1,00

Formule usate:

10

0,767

60

0,83

11

0,777

70

0,71

Emax= (Portata*Classe)/100

12

0,781

90

0,56

In= RAD Q(Pn/Rn)

13

0,789

100

2,50

Vn= Rn*I

14

0,792

125

2,0

15

0,798

150

1,67

16

0,808

200

1,25

17

0,813

250




1,00

18

0,817

300

0,83

RELAZIONE:

Lo scopo dell'esperienza era quello di rilevare la caratteristica di un bipolo non ben definito, partendo da delle misurazioni di tensione e corrente sullo stesso bipolo, quindi usando il metodo Volt-Amperometrico.

La prima cosa da fare è quella di disegnare il circuito stabilendo le posizioni al suo interno, dei vari strumenti e dei vari componenti, quindi l'amperometro( per la sua bassissima resistenza interna) deve trovarsi in serie (a monte) al bipolo che è a sua volta in serie con Rp (immessa nel circuito al fine di proteggerlo da alte correnti) e in parallelo al Voltmetro (che, presentando un'altissima resistenza interna, non può trovarsi che in parallelo al bipolo al fine di non modificare il circuito).

Dopo aver disegnato il circuito, prima di passare alla sua realizzazione, conoscendo la potenza e la resistenza del resistore datoci, abbiamo calcolato la In e la Vn ossia la massima corrente e la massima tensione che potevamo immettere nel circuito al fine di non bruciare il resistore.

Fatto ciò, seguendo lo schema, abbiamo realizzato il circuito e iniziato le misurazioni, ma abbiamo notato che non riuscivamo a regolare (dal pannello) la tensione in entrata, quindi abbiamo aggiunto in parallelo al generatore, un potenziometro al fine di renderla più stabile.

Dopo l'aggiunta del potenziometro, abbiamo potuto procedere con  le misurazioni di tensione e corrente: innanzitutto, abbiamo fissato a circa 6V la tensione  data dal generatore, poi, movendo il cursore sul potenziometro (che non è altro che un resistore a resistenza variabile), variavamo quella effettivamente entrante nel circuito, poi, tramite l'amperometro leggevamo l'intensità di corrente nello stesso, e con il voltmetro la tensione ai capi del bipolo.

I dati delle misurazioni, sono poi stati raccolti in una tabella ed espressi in un grafico V-I.

Affianco alla tabella è stata aggiunta una colonna riportante gli errori relativi in percentuale sulle misurazioni di corrente dati dal rapporto dell'errore assoluto dello strumento con il valore letto e il risultato moltiplicato per 100: osservando i dati in tabella, si può notare l'inversa proporzionalità tra errore e misura; l'innalzamento dell'errore (da 0.56% al 2.50% ) tra l'undicesimo e il dodicesimo valore non è una variazione di tale proporzionalità, ma è dato dal cambiamento della portata dello strumento da 100 a 500mA quando abbiamo fornito una corrente di 100mA. Non bisogna comunque dimenticare che, oltre agli errori strumentali, hanno influito sulle misurazioni, altri errori quali errori dell'operatore, di parallasse, di calcolo, di approssimazione, ecc.        

Comunque, malgrado tutti questi errori, già dai dati in tabella, si può notare come non ci sia una diretta proporzionalità tra i valori di tensione e quelli di corrente (es: portata 100mA, I=10 V=0.687, I=50 V=0.757). La non proporzionalità tra tensioni e correnti, la si può osservare soprattutto nel grafico che, ovviamente non è una retta passante per l'origine.

Da queste analisi, si può concludere che il bipolo dato, al contrario di un resistore, non è un componente lineare, quindi non rispetta la legge di Ohm, perciò non c'è diretta proporzionalità tra V e I e la sua caratteristica V-I non è una retta passante per l'origine degli assi.







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