4. Circuiti cimatori - Mondadori Education
annuncio pubblicitario
Circuiti cimatori Marco Coppelli - Bruno Stortoni 4. Circuiti cimatori Scopo della prova Imparare ad usare il generatore di segnali e l’oscilloscopio. Rilevare le forme d’onda in diversi circuiti e a diverse frequenze. Osservare come frequenze di lavoro diverse influenzino il comportamento dei circuiti. Materiali e strumentazione 1 Generatore di segnali 1 Oscilloscopio 1 Alimentatore 1 Diodo semiconduttore Alcuni resistori 1 Basetta per montaggi sperimentali e fili di collegamento Schema elettrico Fig. 1 Esecuzione della prova I limitatori sono dei circuiti che limitano il valore di una tensione. Si possono realizzare circuiti che limitano solo i valori positivi, oppure solo quelli negativi, oppure entrambi. In quest’ultimo caso, ad esempio, una tensione alternata sinusoidale è convertita in una tensione alternata quasi rettangolare. Il diodo ha, generalmente l’aspetto mostrato nella figura 2. Fig. 2 Il terminale che corrisponde al catodo è quello contrassegnato dall’anello color argento o più scuro. Nel caso in cui si fosse indecisi, l’identificazione dei due terminali del diodo può essere semplicemente effettuata tramite un multimetro impiegato come ohmetro. La resistenza mostrata quando è misurata nel verso diretto è molto più piccola di quella mostrata quando è misurata nel verso opposto. 1 Circuiti cimatori Marco Coppelli - Bruno Stortoni Nel seguito utilizzeremo tensioni alternate, soprattutto di forma sinusoidale; risulta dunque necessario descrivere, con l’aiuto della figura 3, le principali caratteristiche di una grandezza alternata. Fig. 3. Tensione alternata sinusoidale. Periodo. È definito periodo T l’intervallo di tempo dopo il quale la forma d’onda si ripete uguale a se stessa. È anche il tempo impiegato per compiere due alternanze o due semionde, una positiva e una negativa. Frequenza. È definita frequenza f il numero di periodi compiuti in un secondo. Corrisponde all’inverso del periodo: f = 1/T. Ampiezza o valore massimo. È il massimo valore assunto (positivo o negativo) dalla grandezza alternata. Valore picco-picco. È il valore della massima escursione della grandezza; va dal picco positivo al picco negativo. Nelle onde alternate sinusoidali è pari al doppio del valore massimo. Valore efficace. È il valore della grandezza continua che produrrebbe lo stesso effetto. Per una grandezza alternata sinusoidale è pari al valore massimo diviso per la radice di due. Rileva e disegna le forme d’onda della tensione in uscita (vo) per i 5 circuiti mostrati nella figura 4 quando in ingresso (vi) è inviata una tensione sinusoidale di 10 V di ampiezza (20 V picco-picco). Gli altri valori dei componenti del circuito sono: R = 10 k, E0 = 4,5 V, e il diodo è un 1N 4004. Fig. 4a Fig. 4b Fig. 4c Fig. 4d 2 Circuiti cimatori Marco Coppelli - Bruno Stortoni Fig. 4e Poiché il diodo è adatto a lavorare solo alle basse frequenze, effettua varie osservazioni a frequenze variabili tra 50 Hz e 100 kHz, annotando o disegnando le differenze riscontrate nelle tensioni di uscita. Usando onde quadre al posto di quelle sinusoidale gli effetti, soprattutto alle alte frequenze, si fanno notare molto di più, tanto da arrivare al non funzionamento del circuito in esame. Ripeti le stesse osservazioni impiegando un diodo adatto a lavorare alle alte frequenze e analizza le differenze con i comportamenti precedenti. 3
