Concetti Chiave
- Lo scopo dell'esperimento è studiare il comportamento transitorio di carica e scarica di un condensatore, misurando corrente e tensione durante entrambe le fasi.
- Il setup sperimentale richiede un multimetro digitale come microamperometro e voltmetro, un cronometro, una resistenza di 8,4KΩ, un condensatore di 6800µF e un alimentatore da 12V.
- Il tempo di carica e scarica (tau) è calcolato come 57.12, con il transitorio considerato completo a 300 secondi per praticità.
- Durante l'esperimento, si registra la tensione e la corrente del condensatore ogni 20 secondi, prima in fase di carica e poi in fase di scarica.
- I dati raccolti vengono utilizzati per creare grafici che mostrano come tensione e corrente variano nel tempo durante le due fasi.
Indice
Verifica della carica e scarica di un condensatore (con cronometro)
Scopo dell’esperienza
Lo scopo dell’esperienza è lo studio del transitorio di carica e di scarica di un condensatore e di rilevare i valori della corrente e della tensione, sia in fase di carica che in fase di scarica.
Materiale necessario / Attrezzatura utilizzata
Per la realizzazione della prova vengono utilizzati:
• Un multimetro digitale utilizzato come microamperometro e collegato in serie al condensatore, per misurare la corrente
• Un multimetro digitale utilizzato come voltmetro e collegato in parallelo al condensatore, per misurare la tensione
• Un cronometro, azionato manualmente, per la misura del tempo
• Una resistenza, R= 8,4KΩ,
• Un condensatore, C=6800µF
• Un alimentatore, V=12V
Procedimento
Inizialmente calcoliamo il tau: τ=R*C=8.4[KΩ]*6800[µF]=57.12 ; il transitorio equivale a 5τ:5*57.12=285.6, che approssimiamo per eccesso a 300 per agevolarci nella realizzazione della prova. Iniziamo a creare una tabella, formata da due colonne: la prima riguarda la fase di carica e la seconda la fase di scarica; dividiamo queste colonne in altre tre colonne e nella prima riportiamo il tempo, nella seconda la tensione e nella terza la corrente. Quindi, sapendo che inizialmente la tensione del condensatore è 0, calcoliamo la corrente del condensatore con la I legge di Ohm, utilizzando la tensione dell’alimentatore: I=V/R=12[V]/8,4[KΩ]=1420µA. Trascriviamo questo valore nella tabella e diamo inizio alla prova. Dopo aver realizzato il circuito, il contatto del deviatore viene spostato dalla posizione B alla posizione A; in questo modo diamo avvio alla fase di carica. Quindi, vengono effettuate, ogni 20 s(fino a 300s, pari circa al nostro transitorio) le letture di tensione e corrente, sul rispettivo multimetro digitale. Quando il condensatore è completamente carico, il contatto del deviatore viene spostato alla posizione B, avviando la fase di scarica e ripetendo l’operazione precedente. Le misure effettuate vengono riportate in una tabella, attraverso la quale vengono realizzati quattro grafici: uno rappresentante il variare della tensione in fase di carica al variare del tempo; uno rappresentante il variare della tensione in fase di scarica al variare del tempo; uno rappresentante il variare della corrente in fase di carica al variare del tempo; e l’ultimo rappresentante il variare della corrente in fase di scarica al variare del tempo.
Domande da interrogazione
- Qual è lo scopo principale dell'esperimento descritto?
- Quali strumenti sono necessari per l'esperimento?
- Come viene calcolato il tempo di transitorio per l'esperimento?
Lo scopo dell'esperienza è studiare il transitorio di carica e scarica di un condensatore e rilevare i valori di corrente e tensione durante queste fasi.
Gli strumenti necessari includono un multimetro digitale come microamperometro, un multimetro digitale come voltmetro, un cronometro, una resistenza da 8,4KΩ, un condensatore da 6800µF e un alimentatore da 12V.
Il tempo di transitorio viene calcolato come 5 volte il prodotto di R e C, cioè 5τ, dove τ=R*C=57.12, approssimato a 300 secondi per facilitare la prova.
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