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Misura delle tensioni V, Vr, Vl in un circuito R-L serie

elettrotecnica


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Misura delle tensioni V, Vr, Vl in un circuito R-L serie

Misura delle tensioni V, Vr, Vl  in un circuito R-L serie

Scopo della misura:

Dimostrare che la tensione ai capi della resistenza sommata algebricamente con quella ai capi della reattanza non risulta essere la  tensione presente ai capi del generatore. Verificare che le tensioni Vr e Vl  sommate con metodo vettoriale coincidano all'incirca con la V.

Schemi e apparecchiature:

  1. Generatore di tensione variabile (0-380 a.c.);
  2.  Amperometro analogico da laboratorio;
  3. n.3 multimetri digitali aventi funzione di voltmetri;
  4. Resistenza;
  5. Reattanza;
  6. Cavi.

Rappresentazione grafica del circuito costruito:



Teoria delle misure:

Inserire una resistenza e una reattanza induttiva in serie in un circuito alimentato in corrente alternata comporta uno studio delle due grandezze nel piano complesso. In particolare la resistenza apparterrà all'asse reale(ascisse) mentre la reattanza apparterrà all'asse immaginario(ordinate). Per indicare che una grandezza appartiene all'asse immaginario le viene dato un prefisso "j" che indica lo sfasamento di 90° dall'asse reale. Per calcolare il modulo della resistenza e della reattanza induttiva basta semplicemente servirsi della prima legge di ohm e di conseguenza sono intuibili le seguenti formule: Xl=Vl/I e R=Vr/I. A causa dello sfasamento di 90° fra la tensione ai capi della resistenza e quella ai capi della reattanza per ricavare la Vtot occorre sommare vettorialmente Vl e Vr attraverso la regola del parallelogramma [√(Vr^2+Vl^2)].Per calcolare la fase di Vtot si deve applicare la seguente formula trigonometrica: tg^-1(Vl/Vr).

Formule e tabelle:

Voltmetro1

Voltmetro2

Voltmetro3

 

Amperometro

 

V algebrico

V vettoriale

Xl

R

V(v)

Vr(v)

Vl(v)

K

lettura

Intensità

Vr+Vl

√(Vr^2+Vl^2)

Vl/I (Ω)

Vr/I (Ω)

1

100

65,6

68

2

0,29

0,58

133,6

94,485

117,241

113,103

2

120

79,1

81,5

2

0,35



0,7

160,6

113,574

116,429

113

3

140

93,1

95

2

0,41

0,82

188,1

133,014

115,854

113,537

4

160

107,1

108,6

2

0,47

0,94

215,7

152,527

115,532

113,936

5

180

121,4

122

2

0,53

1,06

243,4

172,11

115,094

114,528

K = Portata dello strumento impostata per la misura.

Svolgimento della misura e risultati:

Il montaggio del circuito prevede di inserire 3 voltmetri in parallelo alla resistenza, all'induttanza e al generatore di tensione, mettiamo inoltre un amperometro in serie . Azionare il generatore di tensione ed osservare attentamente i voltmetri e l'amperometro leggendovi il numero di divisioni indicate. Cambiare attraverso l'apposita manopola il valore della tensione generata e ripetere le operazioni descritte precedentemente per cinque volte . Riportare i dati misurati in un apposita tabella

Conclusioni:

Lo scopo prefissato è stato raggiunto , infatti la tensione ai capi del circuito è la somma vettoriale delle tensioni presenti su ciascuno degli elementi , ciò lo abbiamo potuto verificare mediante i calcoli fatti e abbiamo visto che la somma vettoriale di Vr e Vl è circa uguale alla V totale .

Tale somma però non può essere di tipo algebrico in quanto le due grandezze sono fra loro sfasate.



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