| ESPERIENZE DI LABORATORIO DI ELETTROTECNICA SVOLTE |
Titolo esperienza |
Descrizione |
Schema elettrico |
Taratura di un Voltmetro |
Questa esperienza di laboratorio ha avuto lo scopo
di tarare un voltmetro dato con l’impiego di un voltmetro campione
da noi richiesto all’insegnante dopo le appurate considerazioni.
Per fare ciò, ovvero tarare Vt era necessario l’utilizzo,
oltre che di Vc, anche di un generatore di corrente e di due reostati che
sarebbero a noi serviti, uno per una regolazione più grossolana
e l’altro per una regolazione più precisa della tensione all’interno
del circuito. Dopo aver annotato i valori delle tensioni rispettivamente
con il numero di divisioni indicate dai due voltmetri, abbiamo iniziato
la taratura di Vt.Per ridurre la tensione all’interno del circuito
abbiamo utilizzato due reostati in modo tale che Vc indicasse 140 divisioni
e in corrispondenza di Vc abbiamo annotato il numero di divisioni indicate
da Vt. Eseguite queste misure abbiamo poi trovato il valore di ‘ k’ facendo
il rapporto tra la portata e il numero di divisioni. Ciò è servito
a determinare i valori di Vc e Vt. Come risulta dai calcoli il valore dell’errore
assoluto massimo è inferiore al valore dell’errore assoluto
più alto. Questo sta ad indicare che Vt non è tarato correttamente
in seguito all’usura dello strumento o ad un non adeguato utilizzo
dello stesso. Ne deriva che lo strumento andrà declassato, ovvero
gli andrà riassegnata la sua classe di precisione in quanto quella
attuale non è veritiera. |
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Verificare il 2° principio
di Kirchhoff |
In questa relazione abbiamo cercato di verificare
il secondo principio di Kirchhoff (LKT: V1 –V2 – V3 = 0). Per
confermare ciò abbiamo creato il circuito qui a destra. Innanzi
tutto abbiamo calcolato Req = (R1 x R2) / (R1 + R2). In seguito abbiamo
disegnato lo schema del circuito e abbiamo calcolato anche la R1’ =
V1 x I. Per calcolare R1’’ abbiamo bisogno della corrente I3.
Quindi ci calcoliamo prima la corrente I2 facendo V3 / R2. Ora, per trovare
la corrente I3 scriviamo il primo principio di Kirchhoff (LKI: I1 + I2 – I3
= 0) e troviamo I3 = I1 + I2. Trovata la corrente I3 determiniamo R1’’=
V3 / I3. Ridisegnando lo schema del circuito abbiamo notato che R2 è cortocircuitata
perciò V3 = 0. Quindi Rtot risulta uguale a R1. Dopo aver riportato
tutti i dati, abbiamo visto che il primo principio di Kirchhoff (V1 – V2 – V3
= 0) è stato verificato nonostante il risultato non sia zero. Ciò è stato
possibile perché il risultato è compreso dentro l’errore
commesso in questa prova. |
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| Misura di resistenze con il metodo volt-amperometrico |
Lo scopo di questa esperienza era di testare
la precisione del metodo volt-amperometrico per le misure di resistenza,
e di verificare come la differenza tra i relativi metodi voltmetro a
valle e voltmetro a monte influisca sulla misura. Per prima cosa abbiamo
osservato che il nostro reostato R sopportava una corrente massima di
0.5 A, alimentandolo con questa corrente avremmo una potenza dissipata
pari a 0.5^2 * 542 =135.5 W, una potenza troppo grande che sicuramente
andrà ad alterare la nostra resistenza a causa del calore sviluppato.
Abbiamo cosi deciso di usare una corrente dieci volte inferiore, cioè 50
mA, avremmo cosi una potenza dissipata 100 volte inferiore a prima, che
difficilmente influirà sul valore della resistenza, con questo
ragionamento abbiamo calcolato la DDP=R*I=542*0.05=27 arrotondando a
30V. abbiamo calcolato il valore di R* e abbiamo notato che essa era
minore di R, quindi secondo la teoria il metodo migliore da usare sarebbe
quello del voltmetro a monte ma useremo entrambi i metodi. abbiamo calcolato
prima i valore di RU ma per fare ciò abbiamo prima dovuto calcolare
la resistenza interna del voltmetro e dell’amperometro, i vari
errori, prima quelli assoluti con la relativa formula e poi quelli relativi,
l’errore relativo totale e l’errore assoluto totale sulla
misura di resistenza.Abbiamo notato che in entrambi i casi i risultati
si discostano non poco dalla resistenza che siamo andati a misurare,
e sono ben al di fuori della soglia di errore che in teoria dovrebbe
comprenderli. |
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Misura di resistenze tramite ponte di Wheatstone |
Questa esperienza di laboratorio di elettrotecnica
ha avuto lo scopo di verificare quanto fosse veritiero il valore resistivo
che è riportato
sulle caratteristiche relative ad un reostato. Questa verifica la abbiamo
effettuata due volte mediante l’impiego di strumenti di diversa precisione.
La prima delle due prove è stata eseguita tramite l’impiego
di un ponte di Wheatstone che serve a misurare correnti molto piccole.dato
che all’inizio della nostra prova la condizione di equilibrio del
ponte (Ig=0; Vcd=0) non è rispettata e di conseguenza avremo una
corrente Ig e una tensione Vcd, utilizziamo il derivatore galvanometrico
al fine di evitare che la corrente Ig sia di una intensità tale
da rovinare il galvanometro. La prova consisteva nel regolare le resistenze
R1, R2, R3 al fine di ottenere l’equilibrio del ponte e, nello stesso
momento, nell’annotare il valore della Rx che consisteva nel vero
valore resistivo del reostato preso in considerazione. Questa prima prova
aveva una imprecisione del 4.5% e abbiamo constatato che la Rx risultava
505 Ohm mentre nelle caratteristiche del reostato era indicata una resistività di
484 Ohm. Si può quindi notare che non sempre l’indicazione
presente negli strumenti è corretta.In questa prima fase è stata
utilizzata una tensione pari a 20 Volt per una corrente di 36 mA. |
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Misurazione di potenza con un Wattmetro |
Questa prova di laboratorio ha avuto lo scopo
di verificare la potenza effettivamente dissipata da un circuito realizzato
seguendo lo schema elettrico riportato qui a destra.Il nostro primo compito è stato
di annotare le caratteristiche del reostato così da ricavare la tensione,corrente
e potenza massima che avrebbero caratterizzato il nostro circuito.Subito
dopo abbiamo proceduto con l’annotazione delle caratteristiche di amperometro,
voltmetro, wattmetro.Abbiamo successivamente osservato la resistenza
del reostato e del wattmetro e abbiamo osservato che la prima era minore
della seconda e quindi abbiamo constatato che il voltmetro andava posizionato
a valle dell’amperometro.Dopo aver svolto i calcoli si è notato che la
massima potenza dissipabile dal reostato era pari a 16,72 W come scritto
nei calcoli e che la massima potenza che è stata raggiunta è pari a 11,3
W, quindi al di sotto della soglia massima e di conseguenza facilmente
dissipata dal reostato senza danneggiamento dello strumento a causa di
un utilizzo inappropriato di esso. |
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