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VERIFICA DELLA LEGGE DI OHM
Questa esperienza è stata realizzata per la verifica della legge di Ohm, che afferma:
nei conduttori metallici il rapporto tra la differenza di potenziale ( ∆V ) applicata ai capi di un conduttore e l'intensità della corrente elettrica è pari ad una costante detta resistenza elettrica del conduttore, essa viene indicata con la lettera R.
Strumenti utilizzati per l'esperimento:
Tester o multimetro;
Alimentatore di tensione;
Basetta millefori;
2 resistenze.
Il tester o multimetro è stato utilizzato nella mia esperienza per il rilevamento della corrente che circolava nel circuito. Il tester da me utilizzato era composto da una scala graduata e da un indice. Una volta selezionata la portata da utilizzare, la lettura effettuata sullo strumento la ho messa in relazione nel seguente modo:
indice max della scala : fondo scala = lettura sullo strumento : x
L'alimentatore di tensione è stato utilizzato per generare tensione nel circuito costruito. L'alimentatore preso in considerazione è formato anche da un piccolo display dove volta per volta ho letto la tensione erogata e da una piccola manopola utilizzata per variare la tensione.
La basetta millefori è stata utilizzata per la realizzazione pratica del circuito. La basetta millefori è costituita nel seguente modo:
Le boccole laterali V e g rappresentano la tensione e la massa. Una volta collegate le seguenti boccole ho portato tensione a tutto il circuito facendo un collegamento dalla boccola V alla linea di colore rosso. Successivamente volta per volta ho portato la tensione dalla linea rossa ai piedini interessati.
Le 2 resistenze sono state utilizzate per la formazione del circuito. Il valore delle resistenze non è stato dato in partenza ma andava calcolato con il rapporto fra tensione e corrente.
Esecuzione dell'esperienza
L'esperienza è stata suddivisa in 4 passaggi:
Il circuito creato per la misurazione della resistenza R1 è il seguente:
Il multimetro è collegato nel seguente modo in modo tale da misurare la corrente che circola nel circuito. Dopo aver creato il circuito ho proceduto effettuando 10 misurazioni variando la tensione di ingresso. I valori ottenuti al termine delle misure sono i seguenti:
V |
A |
R = V / I |
1v |
1,09mA |
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2v |
2,15mA |
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3,5v |
3,9mA |
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5,5v |
6,5mA |
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8,6v |
10mA |
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9,3v |
11mA |
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11v |
13mA |
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12v |
14,1mA |
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12,6v |
15mA |
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15v |
17,9mA |
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Una volta che ho calcolato i singoli valori della resistenza ho calcolato la resistenza totale effettuando la media nel seguente modo:
Una volta calcolato il valore della resistenza seguendo la formula matematica precedente ho proceduto con il calcolo dell'errore utilizzando la seguente formula:
I valori ottenuti al termine dei calcoli sono i seguenti:
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Per le misurazioni della resistenza R2 il procedimento è identico a quello eseguito per la resistenza R1. Il circuito non viene modificato all'infuori della sostituzione della resistenza R1 che viene cambiata con la nuova resistenza. Dopo aver effettuato 10 misurazioni i valori ottenuti sono i seguenti:
V |
A |
R = V / I |
1v |
0,5mA |
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2,5v |
1,3mA |
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3,2v |
1,65mA |
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3,6v |
1,89mA |
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4,2v |
2,2mA |
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5,6v |
2,95mA |
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7,2v |
3,8mA |
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7,7v |
4,01mA |
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8,8v |
4,61mA |
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10v |
5,1mA |
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Una volta ottenuti i valori anche per la resistenza R2 ho calcolato il valore medio della resistenza e poi l'errore ∆x. I valori ottenuti sono i seguenti:
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Una volta calcolato il valore delle due resistenze, l'esperienza si svolge nel calcolare con lo stesso procedimento il valore delle resistenze poste in serie e poi in parallelo. Infine i valori ottenuti vanno confrontati con i valori teorici ricavati.
Per quanto riguarda il collegamento in serie il circuito equivalente è il seguente:
Come si può notare a differenza del primo circuito, ci sono due resistenze poste in serie e poi il circuito si completa sempre con l'inserimento del multimetro.
La modalità di esecuzione dell'esperienza non varia, infatti si procede con la misura di 10 tensioni con la relativa corrente:
V |
A |
R = V / I |
6v |
2,19mA |
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6,5v |
2,35mA |
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8,1v |
2,91mA |
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8,5v |
3,1mA |
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9,2v |
3,34mA |
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10v |
3,65mA |
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11v |
4mA |
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12v |
4,39mA |
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13,4v |
4,9mA |
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5,2mA |
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Calcolati i valori della resistenza equivalente si procede con il calcolo del valore medio e dell'errore.
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L'ultimo passaggio per concludere l'esperienza è quello del calcolo della resistenza equivalente in un collegamento in parallelo. Il circuito montato risulta essere il seguente:
Una volta creato il circuito ho effettuato 10 misurazioni:
V |
A |
R = V / I |
4,4v |
7mA |
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5,1v |
8,5mA |
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6,7v |
10,9mA |
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7,8v |
12,9mA |
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9,3v |
15,5mA |
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10,3v |
17,1mA |
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12,2v |
20,9mA |
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13,4v |
23mA |
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14,3v |
24,8mA |
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15,5v |
26,9mA |
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Una volta conclusa l'esperienza si procede nel caso del collegamento in serie ed in parallelo, con la verifica degli errori.
VERIFICA ERRORI COLLEGAMENTO IN SERIE
VERIFICA ERRORI COLLEGAMENTO IN PARALLELO
0
Conclusioni
Dalla lettura delle tabelle e dei grafici riportati nella relazione si può osservare la linearità di R; possiamo quindi affermare che la legge di Ohm è stata verificata. Ovviamente, a causa della sensibilità del tester e gli errori commessi durante le misure, le rette che rappresentano R nei grafici non sono perfettamente lineari.
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