RLC-Serie

CURVA DI RISONANZA
CIRCUITO RLC SERIE
Se si fa variare la frequenza  della f.e.m. che alimenta un circuito RLC
serie, si trova che la corrente raggiunge un massimo in corrispondenza del
valore (frequenza di risonanza):
1
2  LC
0 
(1)
In condizioni di risonanza la corrente risulta:
I0 
V0
R
(2)
Il circuito da adoperare è il seguente:
A
R
V
L
G
C
Strumenti da utilizzare
1. L è una bobina.
2. C è un condensatore di capacità nota, a scelta tra un certo numero
messi a disposizione, che si possono adoperare in successione per
determinare più curve di risonanza diverse.
3. A è un amperometro a diverse portate.
4. V è un voltmetro a diverse portate per controllare l’ ampiezza della
tensione alternata fornita dal generatore.
5. G è un generatore di tensione alternata.
6. R è la resistenza equivalente alla resistenza interna della bobina
(R=7.20.1) più quella, in serie, dell’ amperometro.
Modo di operare
1. Realizzare il circuito di figura.
2. Regolare la tensione fornita dal generatore su un valore prefissato
(p.es. 5 Volt), mediante l’ apposita manopola.
3. Variare la frequenza  di tale tensione e rilevare i valori dell’
ampiezza della corrente per le diverse frequenze. La frequenza va letta
sul generatore (direttamente sul display digitale se il generatore ne è
fornito, oppure moltiplicando il valore indicato sul pulsante selettore
dell’ intervallo di frequenze  il fattore moltiplicativo sulla manopola
in modelli più vecchi), a meno che sia disponibile un frequenzimetro
(si collega in parallelo come un voltmetro), che permette di misurare
la frequenza con migliore precisione. Accertarsi che l’ intervallo di
frequenze esplorate comprenda il valore di risonanza, cioè che al
crescere della frequenza la corrente cresca e poi, raggiunto un
massimo, decresca. NOTA: per ogni frequenza, prima di leggere la
corrente occorre ripristinare l’ ampiezza della tensione fornita dal
generatore sul valore prefissato, mediante l’ apposita manopola. Tale
ampiezza tende a variare perché al variare della frequenza varia l’
impedenza Z del circuito e quindi varia l’ ampiezza della corrente, I,
nell’ intero circuito; di conseguenza varia la caduta di tensione nella
resistenza interna r del generatore; se tale resistenza interna non è
trascurabile, l’ ampiezza della tensione realmente erogata dal
generatore quando alimenta il circuito risulta funzione della
frequenza: Vreale()=VG-I()r (ove VG è l’ ampiezza della tensione
che il generatore erogherebbe a circuito aperto). Il potenziometro
azionato dalla manopola consente di compensare questo effetto in
modo tale che Vreale() risulti sempre pari al valore prefissato, per
qualsiasi frequenza .
4. Tracciare la curva di risonanza, I in funzione di , individuare il
valore della frequenza di risonanza 0 e dedurre il coefficiente di
autoinduzione L della bobina dalla (1).
5. Tracciare il grafico di I2 in funzione della pulsazione  (per ogni
frequenza ,  = 2); da tale grafico determinare il fattore di
qualità Q 
0
1 / 2
e confrontarlo con il valore atteso Q 
1 L
.
R C