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Scopo: studio della relazione tensione / corrente per un filo conduttore metallico.
Materiale: - 2 Tester (misurano Ampère come intensità di corrente, la temperatura, i
Volt come differenza di potenziale e gli Ohm come resistenza).
- Generatore - Filo di costantana e platino
- isolatori
Prerequisiti: Il generatore trasforma un'energia che non è elettrica, in elettrica, in quanto
crea una differenza di potenziale. Il filo che utilizziamo è di metallo perché
grande conduttore elettrico: infatti le forze elettriche sviluppate dai poli di un
generatore che passano in un filo metallico che li congiunge, eccita il moto
degli elettroni che si spostano da un polo all'altro.
Noi misureremo l'intensità di corrente (per mezzo dell'Amperometro), la quale
costituisce la quantità di carica che passa in una sezione di conduttore in
un'unità di tempo, si indica con " I " e la sua unità di misura (quantità / tempo)
in Ampèr " A ".
energia X unità di carica e si misura in Volt.
Procedimento: Dopo aver creato il sistema chiuso in modo che l'energia possa passare,
accendiamo il generatore di corrente che darà energia cinetica al filo di
metallo cui è collegato; gli elettroni utilizzeranno l'energia fornita per
eccitare il loro moto, e a causa degli urti che si creeranno, la
trasformeranno in calore (e quindi altra energia). Quando quest'energia
arriverà al Voltametro, esso misurerà appunto la differenza di potenziale,
mentre l'amperometro misurerà la densità di corrente.
Dopo aver preso più dati di entrambi i Tester, li analizziamo per
comprenderne la relazione.
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V (diff. Potenz) |
I (densità) |
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0,443 |
0,028 |
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0,743 |
0,047 |
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1,027 |
0,062 |
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1,401 |
0,085 |
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2,164 |
0,132 |
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2,728 |
0,167 |
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3,526 |
0,218 |
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4,300 |
0,265 |
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5,610 |
0,348 |
I primi due dati ottenuti non sono stati inseriti nella tabella né tenuti in considerazione in quanto rappresentavano correnti talmente basse che portavano a risultati errati.
Conclusione: Osservando il grafico ottenuto, si capisce che differenza di potenziale e
densità sono direttamente proporzionali. La densità è uguale infatti al
potenziale moltiplicato per la costante K (Ampère / Volt).
Se allora V e I sono direttamente proporzionali, avremo che
I =K * V e V = K' * I . La costante K, esprime la conduttanza, ovvero la
capacità di un materiale, di condurre elettricità; mentre la costante K' esprime
la resistenza, ossia l'inverso della conduttanza che si identifica con R e si
misura in Ohm. Si ha quindi che R = 1 / K, e intuitivamente a parità di
materiale, la resistenza (fenomeno per cui gli elettroni urtano contro il
reticolo) dipenderà dalla lunghezza, e dal diametro del filo conduttore.
La formula che lega il potenziale e la densità è V = R * I
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