Concetti Chiave
- Lo scopo dell’esperienza è studiare il transitorio di carica e scarica di un condensatore, misurando corrente e tensione in entrambe le fasi.
- Per l'esperimento si utilizzano strumenti come multimetri digitali per misurare corrente e tensione, un cronometro e componenti elettrici specifici.
- Il calcolo del tempo necessario per il transitorio è basato su 5τ, dove τ è il prodotto di resistenza e capacità.
- Durante la fase di carica, le letture di tensione e corrente vengono effettuate ogni 20 secondi fino a 300 secondi, registrando i dati in una tabella.
- Le misure vengono utilizzate per creare grafici che mostrano le variazioni di tensione e corrente nel tempo durante le fasi di carica e scarica.
Qual è lo 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.
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
Calcolo del transitorio
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.
Fase di carica e scarica
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'esperienza descritta?
- Come viene calcolato il tempo di transitorio per il condensatore?
- Quali strumenti vengono utilizzati per le misurazioni durante l'esperienza?
Lo scopo dell'esperienza è studiare il transitorio di carica e scarica di un condensatore, misurando i valori di corrente e tensione in entrambe le fasi (carica e scarica).
Il tempo di transitorio, τ, viene calcolato come τ=R*C, dove R è la resistenza e C è la capacità del condensatore. Nel caso specifico, τ risulta essere 57.12, e il transitorio è considerato pari a 5τ, approssimato a 300 secondi per facilitare la prova.
Durante l'esperienza vengono utilizzati un multimetro digitale come microamperometro per misurare la corrente, un altro multimetro come voltmetro per la tensione, un cronometro per il tempo, una resistenza di 8,4KΩ, un condensatore di 6800µF e un alimentatore di 12V.
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