Caricare documenti e articoli online 
INFtube.com è un sito progettato per cercare i documenti in vari tipi di file e il caricamento di articoli online.
Meneame
 
Non ricordi la password?  ››  Iscriviti gratis
 

verifica delle leggi di Ohm - Relazione di Fisica di Diana Chiuri

fisica


Inviare l'articolo a Facebook Inviala documento ad un amico Appunto e analisi gratis - tweeter Scheda libro l'a yahoo - corso di

Relazione di Fisica di Diana Chiuri


Data: 28/01/2000


Obiettivo: verifica delle leggi di Ohm.


Materiale:

Strumenti di misura: 

Voltmetro, che rileva la differenza di potenziale agli estr 555j97f emi della resistenza;

Amperometro che misura l'intensità di corrente che fluisce all'interno del circuito;




Trasformatore raddrizzatore, che riduce la corrente di rete da 220 V a una corrente variabile da 4 a 12 V, trasformandola da alternata in continua;

Basetta: sistema di resistenze, formato da una base di legno su cui sono fissati fili di materiale conduttore di diversa lunghezza e sezione, collegati al circuito con dei morsetti.


Strumentazione:

Dobbiamo assicurarci di avere una portata adeguata:

per l'Amperometro la fissiamo di massimo 1 A, valore che l'intensità di corrente non supererà, per il Voltmetro di 30 V, poiché il massimo valore della differenza di potenziale fornito dal generatore è 12V.

Purtroppo la lettura del potenziale sarà piuttosto soggettiva e quindi suscettibile di errore perché la scala di lettura è diversa da quella dell'Amperometro e necessita di approssimazione.


L'esperimento si è articolato in due fasi.


I FASE (verifica I legge di Ohm)


Nella prima fase abbiamo proceduto al calcolo indiretto della resistenza cambiando via via il valore del potenziale fornito dal generatore, registrando i valori segnati dagli strumenti. Abbiamo fatto una prima prova, ma abbiamo notato che c'era una grande caduta di tensione e una grande oscillazione nei valori della resistenza, infatti abbiamo stilato la seguente tabella:



La caduta di tensione non dipendeva dal generatore, infatti abbiamo verificato che in uscita c'era una differenza di potenziale di 4V, mentre se ne leggevano solo 2,9 sull'Amperometro, quindi l'errore era dovuto alla resistenza interna dello strumento.

Abbiamo perciò eseguito un'altra prova, dove i valori registrati sono risultati più stabili, infatti:



Abbiamo quindi verificato che la resistenza è una caratteristica del conduttore usato, non dipende dalla differenza di potenziale o dall'intensità di corrente che lo attraversa, è infatti stata calcolata applicando la formula inversa della I legge di Ohm:


DV =R*I => R = DV/I


L'esperimento può quindi considerarsi riuscito.


II FASE (verifica II legge di Ohm)


Obiettivo: calcolo indiretto della resistività


Materiale:

Fili conduttori di diversa sezione e lunghezza

Amperometro collegato in serie al circuito

Voltmetro collegato in parallelo al circuito


Procedimento:

La seconda legge di Ohm afferma che ogni materiale ha come propria caratteristica, una certa capacità di opporsi al passaggio di corrente, e questa viene definita RESISTIVITA' . Per calcolarla basta considerare le caratteristiche fisiche del conduttore in questione, seguendo la stessa legge do Ohm che afferma R=r*l/S. Abbiamo eseguito diverse prove:

In un caso modificando successivamente la lunghezza del conduttore ma lasciandone fissa la sezione

Nel secondo caso fissando la lunghezza e variando la sezione

In entrambi i casi abbiamo rilevato i valori del potenziale e dell'intensità di corrente registrati dagli strumenti e in seguito abbiamo calcolato in maniera indiretta la resistenza e la resistività dei vari conduttori

Abbiamo raccolto i seguenti dati:


Abbiamo così verificato che rispetto alla resistenza all'aumentare della differenza di potenziale diminuisce il valore dell'intensità di corrente, questo corrisponde alla prima legge di Ohm secondo cui la resistenza è inversamente proporzionale all'intensità e direttamente alla d.d.p.

Per quanto riguarda la resistività non abbiamo ottenuto risultati soddisfacenti, infatti i valori si sarebbero dovuti aggirare intorno a 10-6 Wm perchè il conduttore era di nichel-cromo, mentre abbiamo circa 10-4 Wm, probabilmente ciò è perchè abbiamo eseguito solo tre rilevazioni, oppure perchè ci sono stati errori significativi nel calcolo indiretto o nella lettura degli strumenti.

Nel secondo caso abbiamo registrato i seguenti dati:


Anche in questo caso all'aumentare della differenza di potenziale si ha una riduzione del valore dell'intensità.

Di certo due soli valori sono insufficienti per ottenere informazioni attendibili ma possono essere utilizzati come esempio, infatti risulta verificato che R*S è costante, così come prima è stato verificato che R*l è risultato costante; si ripresenta però il problema dello scarto tra i valori sperimentali e quelli teorici della resistività.


Considerando che comunque il valore della resistività si mantiene costante, entro gli errori sperimentali, in tutte le rilevazioni, pur non corrispondendo al valore teorico, ciò dimostra che viene comunque rispettata la seconda legge di Ohm.


L'esperimento può quindi considerarsi riuscito.







ESPERIENZA DEL 29/2/2000


Obiettivo: verifica del funzionamento di un DIODO.


Materiale:

Diodo

Milliamperometro con fondo scala 0.03A

Generatore che garantisce tra il filamento e la placca una tensione variabile da 0 a



280 V

Secondo generatore, utilizzato per portare ad incandescenza il filamento, che fornisce una differenza di potenziale di 6.3 V

Reostato utilizzato per variare la resistenza interna al circuito


Strumentazione:

Abbiamo costruito due circuiti:

Primario: formato da Diodo collegato in serie con il milliamperometro e il primo generatore

Secondario: formato da secondo generatore in serie con il filamento del diodo e il reostato; questo circuito è separato dal primo.


Richiami teorici

L'atmosfera (atm) è una unità campionata: essa rappresenta la pressione esercitata da una colonnina di mercurio di qualunque sezione, alta 76 cm, al livello del mare, alla temperatura di 0° C. Per il principio di Stevino la pressione esercitata da tale colonna di Hg si può scrivere come p = rgh, dove r è la densità del mercurio

r= 13.60 g/cm3 = 13600 kg/m3 ), g è l'accelerazione di gravità, g =9.81 m/s2 ed h=76 cm. Risulta, ponendo p=1 atm, 1 atm= 1.013*105 N/m2 = 1.033 kgp/cm2.

Il Torr (abbreviazione da Torricelli) è la pressione esercitata nelle condizioni precedenti da una colonna di Hg alta 1 mm e si indica con il simbolo 1 mmHg, perciò sarà: 1 atm = 760 Torr =760 mmHg. Nel nostro caso la pressione all'interno del diodo è di 10-7 Torr = 10-9 atm.

Il Diodo è uno strumento che permette di evidenziare il passaggio di corrente elettrica, rilevata attraverso il milliamperometro.

Il Diodo, infatti, è formato da un'ampolla di vetro al cui interno è stata creata un'atmosfera di vuoto spinto, questo ci permette di sfruttare la proprietà della conduzione nei gas per ottenere una corrente.

All'interno dell'ampolla vi sono i due elettrodi: il catodo, rappresentato da un filamento metallico, e l'anodo, costituito da una piastra, anch'essa metallica, detta placca.

L'esperienza ha inizio quando il filamento viene collegato ad un generatore che lo porta ad incandescenza, in questo modo viene fornita agli elettroni una grande quantità di energia cinetica che permette loro di vincere il potenziale di estrazione e staccarsi dal filamento, queste particelle restano quindi raccolte in una nube attorno al filamento, impedendo l'emissione di altri elettroni.

Questo accade fino a che non si fornisce un certo potenziale alla placca, maggiore di quello del filamento, così che questa, a causa del campo elettrico formatosi, attirerà verso di sè gli elettroni emessi, i quali muovendosi produrranno la corrente che verrà rilevata dal milliamperometro collegato in serie al circuito. Essendo il gas presente nell'ampolla molto rarefatto, la distanza tra gli ioni presenti in esso è notevole, e ciò permette alle particelle che hanno subito un'accelerazione per effetto del campo elettrico di urtarsi a vicenda dando origine a nuovi ioni. Gli elettroni giungendo sulla placca tendono ad annullarne la carica positiva e se questo avvenisse non si avrebbe più il passaggio di corrente, ne possiamo avere un'idea dal grafico qualitativo dell'intensità di corrente in funzione del potenziale:


I







Vsat V


Ad un certo punto, raggiunto il potenziale di saturazione Vsat la curva diventa quasi rettilinea, infatti si registra una corrente costante, perchè tutte le cariche emesse sono indirizzate verso la placca. In seguito, a causa dell'elevata tensione cui è sottoposto il filamento, gli elettroni pur non sfuggendo per la d.d.p. sfuggono perchè il campo elettrico creatosi è assai elevato, così la corrente torna ad aumentare.


Procedimento:

abbiamo creato il seguente circuito:


Gen

 

Gen

 
















E abbiamo registrato i seguenti dati:




Nel chiudere il circuito abbiamo registrato che la differenza di potenziale passa da 50V a circa 45V, si ha quindi una certa caduta di tensione.



Abbiamo poi eseguito altri esperimenti qualitativi variando la luminosità del filamento e notando che all'aumentare di questa si aveva una maggiore intensità di corrente poichè si staccava dal filamento un maggior numero di particelle, pur mantenendo costante la differenza di potenziale tra placca e filamento. Abbiamo notato che teoricamente se spegnessimo il filo ci dovrebbe essere ancora un residuo di elettroni nell'aria e quindi un seppur lievissimo passaggio di corrente, in realtà sperimentalmente non si è riusciti a rilevare nulla probabilmente perchè lo strumento non ci permetteva tale rilevazione.

















RELAZIONE DEL 6/3/2000


Oggetto: studio del ponte di Wheatstone


Obiettivo: calcolo diretto della 4^a resistenza


Materiale:

generatore che fornisce una differenza di potenziale di 4.5V.

galvanometro, cioè milliamperometro, diverso da un normale amperometro perchè rileva intensità di corrente molto piccole, con fondo scala di 0.01A = 10 mA, in seguito modificato in 0.003A = 3mA.

Ponte di Wheatstone



Richiami teorici:


Il ponte di Wheatstone è un'apparecchio formato da una rete di quattro resistenze collegate come in figura, di tre delle quali si conoscono i valori attraverso cui è possibile ricavare il valore della quarta.

Applichiamo la legge di Ohm su tutti i lati:

Va-Vb = R1*I1

Vb-Vc = Rx*I1                  I1*R1 = I2* R2 => Rx = R1*R3

Va-Vd = R2*I2                  I1*Rx I2*R3 R2

Vd-Vc = R3*I2


Lavoriamo dapprima sulla resistenza variabile: per calcolarla basta azzerare lo strumento e far passare tutta la corrente nel circuito, in questo modo non circola corrente tra i puntali dell'amperometro.

Se vogliamo calcolare il valore di una resistenza messa al posto di una di quelle fisse, basta tarare la resistenza variabile e leggere il valore della resistenza inserita. In questo modo potremo risalire alla resistenza incognita.


Abbiamo R1=1 KW

R2= 100W

R3 = 10W

Rx = ?


Rx = R1*R3 = 100 W

R2


Se scambiamo R1 ed R3 il valore di Rx non cambia, come accade, invece, se scambiamo R2 ed R1; in questo modo si può porre la resistenza incognita al posto di una delle altre e ricavare il suo valore dall'equazione precedente. Abbiamo infatti letto sulla scala presente sulla base del ponte il valore della quarta resistenza che corrispondeva a quello teorico.


Ponte di Wheatstone



















Abbiamo poi collegato delle pile da 1.5V prima in parallelo, notando che la luminosità di una lampadina collegata al circuito pur rimanendo costante aveva una durata prolungata, mentre collegando le stesse pile in serie si è avuto un aumento dell'intensità della luminosità della lampadina ma una più breve durata di questa. Questo significava che nel collegamento dei generatori in serie rimaneva costante la differenza di potenziale a cui era sottoposta la lampadina e aumentava la quantità di corrente transitante nel circuito, mentre nel caso del collegamento in parallelo, aumentava la differenza di potenziale ma rimaneva costante l'intensità di corrente.















Verifica leggi di Ohm: circuito.



















Privacy

Articolo informazione


Hits: 5814
Apprezzato: scheda appunto

Commentare questo articolo:

Non sei registrato
Devi essere registrato per commentare

ISCRIVITI

E 'stato utile?



Copiare il codice

nella pagina web del tuo sito.


Copyright InfTub.com 2020