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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 [s]; il transitorio equivale a 5τ:5*57.12[s]=285.6[s], che approssimiamo per eccesso a 300[s] 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.
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