RELAZIONE DI ELETTROTECNICA SULLA VERIFICA SPERIMENTALE

Data la relazione costitutiva dell'induttore, la corrente in esso è continua, mentre la tensione non lo è necessariamente. In condizioni statiche (DC) l'induttore ideale è equivalente ad un corto circuito.

Se una corrente alternata sinusoidale scorre nell'induttore, una tensione alternata (o forza elettromotrice) viene indotta. L'ampiezza della tensione alternata. è correlata con l'intensità della corrente e con la frequenza delle sinusoidi dalla seguente equazione:

dove ω è la pulsazione della sinusoide legata alla frequenza f da:

ω = 2πf

Si definisce reattanza induttiva (dimensionalmente uguale alla resistenza ed alla reattanza capacitiva) la:

X_L = ωL = 2πfL

dove X_L è la reattanza induttiva, ω è la pulsazione, f è la frequenza Hertz, e L è l'induttanza.

La reattanza induttiva è la componente immaginaria positiva dell'impedenza. L'impedenza complessa di un induttore è data da:

Z = JωL = J2πfL

dove J è l'unità immaginaria.

L'induttanza di una bobina è di 1 henry quando con una variazione di corrente di 1 ampère in un secondo si ha l'induzione di una tensione di 1 volt nella bobina.

L' autoinduzione è un caso particolare del fenomeno dell' induzione elettromagnetica dove le variazioni di flusso, che danno luogo alla forza elettromotrice (f.e.m.) indotta in un circuito, sono dovute alla corrente elettrica che circola nel circuito stesso.

DESCRIZIONE DEL CIRCUITO DI MISURA

materiale occorrente:

_oscilloscopio

_generatore di forme d'onda(con resistenza interna da 50 ohm)

_resistenza da 10 ohm usata come trasduttore

_resistenza da 220 ohm

_induttanza da 470 microH

_basetta bianca

Abbiamo collegato il canale 1 dell'oscilloscopio al generatore di forme d'onda. L'uscita positiva(coccodrillo rosso) è stata posta sopra alla resistenza e all'induttanza(come mostrato in figura).  Abbiamo poi agganciato il capo positivo del canale 2 dell'oscilloscopio tra il trasduttore e i due componenti collegati in parallelo. I coccodrilli neri sono stato collegato a GND all'altro capo della resistenza da 10 ohm.

ESECUZIONE PRATICA DELL'ESPERIMENTO

Abbiamo svolto l'esperimento variando unicamente il parametro della frequenza. Abbiamo applicato dal generatore di forme d'onda una tensione media Vm di 2 Volt e una frequenza variabile compresa tra 30 e 100 KHz con delta di 10 KHz. Em è il valore di tensione effettivamente erogato dallo strumento.

Con l'oscilloscopio abbiamo misurato i valori di VIm: la tensione presente sul trasduttore, dividendo per 10 abbiamo ricavato Im cioè la corrente che attraversa la R. Abbiamo poi calcolato l'impedenza(X) dividendo Vm(sempre uguale a 2 Volt) con i valori trovati di Im. In seguito abbiamo trovato lo stesso parametro applicando la formula X = 2 * π *f   * L

Con l'oscilloscopio abbiamo trovato anche l'intervallo di tempo(in nanosecondi)  tra le sinusoidi della tensione e della corrente sul trasduttore. Abbiamo calcolato di quanti gradi è in ritardo la corrente applicando la formula δ = Δt * f * 2 * π

NOTA: π vale 180°.

TABELLA

GRAFICO

CONCLUSIONI

Analizzando il grafico si nota che la proporzionalità tra frequenza e induttanza è diretta. Inoltre è stato dimostrato che se una corrente alternata sinusoidale scorre nell'induttore una tensione alternata  viene indotta. Un induttore in regime sinusoidale assorbe una corrente che dipende dalla frequenza e l'induttore assorbe una corrente sinusoidale sfasata di 90° in ritardo rispetto alla tensione.