Concetti Chiave
- Lo scopo del laboratorio è utilizzare il teorema di Thevenin per semplificare un circuito complesso e misurare la caduta di tensione su R3.
- Il teorema di Thevenin permette di ridurre un circuito lineare complesso a uno più semplice, utilizzando un generatore e una resistenza equivalente.
- Il circuito è progettato come resistivo, con due sorgenti di alimentazione e tre resistori, sostituiti da un generatore di tensione e una resistenza equivalente.
- L'assemblaggio del circuito è realizzato su breadboard, con cablaggio a colori per il collegamento con i poli e fra componenti, alimentato da un alimentatore stabilizzato.
- Le differenze tra dati teorici e pratici sono attribuite a errori strumentali e tolleranze delle resistenze, con un margine di tolleranza del 5%.
2. peesupposti teorici: Durante questa prova, per poterla portare a termine, i calcoli e le deduzioni su cui ci siamo basati sono: il teorema di thevenin. Esso afferma che in un quslsiasi circuito lineare complesso, si puo ridurre a un circuito piu semplice esaminando la rete da due suoi nodi. Da questi due nodi di misura la tensione e la resistenza, i due valori misurati andranno ad essere utilizati per formare un generatore equivalente ed una resistenza equivalente che sostituiscano il complesso, andando cosi a semplificare il circuito.
3. principio di funzionamento del circuito / progettazione del prototipo: il circuito è di tipo resistivo, in esso sono presenti due sorgenti di alimentazion e tre resistori, i quali verranno sostituiti da un generatore di tensione equivalente ed una resistenza equivalente. Per fare ciò abbiamo preso riferimento dal teorema di thevenin.
Il prototipo è stato progettato su carta effettuando tutti i calcoli necessari per portarci a trovare le soluzioni corrette. Fatto ciò il circuito è stato realizato praticamente.
4. Tecniche di cablaggio e alimentazione: Per l' assemblaggio del circuito abbiamo utilizzato la breadboard con cavetteria appositamente sagomata, di colore rosso per il collegamento al Polo positivo, di colore nero per il collegamento al Polo negativo, e di colore verde per i collegamento fra un componente e l' altro.
L' alimentazione del circuito è fissata a 10V DC nel punto E1, a 5V DC nel punto E2, ed a 7,5V nel punto Eeq attraverso l' utilizzo del l' alimentatore stabilizzato.
5. le fasi di collaudo:
FASE1: Abbiamo cablato il circuito su bread board
FASE2: Abbiamo calcolato (calcolo N°1) e misurato col multimetro (4,96KΩ) il parallelo fra R1//R2.
FASE3: Partendo dal circuito dello schema "a" abbiamo realizato il circuito dello schema "b" in modo tale da poter posizionare i puntali del multimetro nei punti A ed B del circuito. In tal modo entriamo a conoscenza della VAB (7,5V) e cioè la Eeq da sostituire hai generatori E1 ed E2.
FASE4: per verificare che la Eeq sia stata misurata correttamente l' abbiamo calcolata (calcolo N°3) ma, prima di effettuare tale calcolo, siamo dovuti entrare a conoscenza del valore da sostituire alla corrente nella formula. Per conoscere tale valore abbiamo effettuato il calcolo N°2..
FASE5: Una volta entrati a conoscenza della Req e della Eeq abbiamo realizato il circuito equivalente di thevenin (schema "c"). Una volta realizato il circuito equivalente abbiamo misurato (5,66V) ed calcolato (calcolo N°4) la cadutadi tensione ai capi di R3.
6. Raccolta ed elaborazione dei dati:
Dati teorici: R1=10KΩ; R2=10KΩ; R3=15KΩ; Req=5KΩ; VAB=7,5V; VR3=5,62V.
Dati pratici: R1=9,95KΩ; R2=9,92KΩ; R3=14,9KΩ; Req=4,96KΩ; VAB=7,57V; VR3=5,66V.
Calcolo N°1: R1//R2=(R3•R2) ÷ (R3+R2)= (10000•10000) ÷ (10000+10000)= 100000000÷20000= 5000Ω
Calcolo N°2: I=(E1-E2) ÷ (R1+R2)= (10-5) ÷ (10000+10000)= 5÷20000= 0.00025A
Calcolo N°3: VAB =E1- (R1•I)= 10- (10000•0,00025)= 10-2,5= 7,5V
Calcolo N°4: VR3=Eeq• [R3÷ (Req+R3)]= 7,5• [15000÷ (5000+15000)]= 7,5• [15000÷20000]= 7,5•0,75=
5,625V
7. Risultati finali ed osservazioni: Eventuali differenze fra i dati teorici e pratici, sono giustificate dall' errore relativo, strumentale e da eventuali distrazioni da parte nostra. le resistenze si discostano leggermente dal valore perfetto perchè ognuna di esse ha un margine di tolleranza nel nostro caso è del 5%.
Domande da interrogazione
- Qual è lo scopo principale dell'esperienza di laboratorio descritta?
- Quali sono i presupposti teorici utilizzati per l'esperimento?
- Come è stato progettato e realizzato il prototipo del circuito?
- Quali tecniche di cablaggio e alimentazione sono state utilizzate?
- Quali sono le osservazioni finali sui risultati dell'esperimento?
Lo scopo principale è utilizzare il teorema di Thevenin per semplificare un circuito complesso in un circuito equivalente e misurare la caduta di tensione ai capi di R3.
L'esperimento si basa sul teorema di Thevenin, che permette di ridurre un circuito lineare complesso a un circuito più semplice esaminando la rete da due nodi e misurando la tensione e la resistenza.
Il prototipo è stato progettato su carta con tutti i calcoli necessari e poi realizzato praticamente, sostituendo i resistori con un generatore di tensione equivalente e una resistenza equivalente.
È stata utilizzata una breadboard con cavetteria colorata per i collegamenti, e l'alimentazione è stata fissata a 10V DC, 5V DC e 7,5V DC tramite un alimentatore stabilizzato.
Le differenze tra i dati teorici e pratici sono giustificate da errori relativi, strumentali e distrazioni, con le resistenze che si discostano leggermente a causa di un margine di tolleranza del 5%.
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