Vendittoli Stefania Classe 3°b info 01/03/2004 VERIFICA DEL PRINCIPIO DI SOVRAPPOSIZIONE DEGLI EFFETTI Schema elettrico: V1 R1 I1 C I3 R1 = 6,8 K R2 = 2,7 K V3R3 = 3,9K R4 = 47 K R2 R3 E1 = 10 V E2 = 20 V V2 + V4 E1 A R4 B Vab = ? + V4 I2 E2 D Descrizione esperienza: Abbiamo montato il circuito sulla basetta collegando tra loro le resistenze in base allo schema elettrico illustrato. Tramite l’utilizzo di un multimetro, ruotando il cursore su voltmetro misuriamo la Vab e la tensione ai capi di tutte le resistenze. Per calcolare l’intensità di corrente (I) in ogni resistenza ci serviamo della legge di Ohm : I=V/R. Successivamente per verificare il principio della sovrapposizione degli effetti abbiamo cortocircuitato un generatore alla volta e misurato la Vab(E1) e Vab(E2). Conclusa la parte pratica andremo a confrontare i risultati pratici con quelli teorici per essere sicuri di aver fatto tutto giusto; gli obiettivi della misura sono appunto questi. I valori non saranno identici, ma vicini tra loro; se questo avviene significa che abbiamo svolto un ottimo lavoro. Schema di montaggio Multimetro Alimentatore E2 E1 – + + V1 R1 I1 C V2 I3 V3 R2 A B R4 V4 I2 D R3 – + – Elenco materiali: 4 resistenze 2 , 7 2 , 7 4 cavi elettrici 2 , 7 2 , 7 Multimetro: utilizzato come voltmetro per misurare le tensioni – + Alimentatore:Apparecchio che eroga corrente Basetta o breadboard:Utilizzata per montare il circuito. Esempio di collegamento in serie Esempio di collegamento in parallelo Analisi teorica: Risolvo il circuito con la sovrapposizione degli effetti: Generatore E1: V1 R1 V3 I1 C I3 I2 V2 R2 + E1 R3 A V4 V4 B R4 In questo modo cortocircuitiamo Il generatore E2 D Calcoli teorici (E1): R2,4 = R2+R4 = 2,7 + 47 = 49,7 K R2,4,3 = R2,4 // R3 = 49,7 * 3,9 = 193,83 49,7+3,9 53,6 = 3,616 K Rtot = R1+R2,4,3 = 6,8 + 3,616 = 10,416 K I1 = E1 = 10 = 0,960 mA Rtot 10,416 I2 = I1* R3 = 0,960 * 3,9 = 0,0691 mA R3+R2,4 53,6 I3 = I1 – I2 = 0,960 – 0,0691 = 0,890 mA V1 = R1 * I1 = 6,8 * 0,960 = 6,528 V V4 = R4 * I2 = 47 * 0,0691 = 3,247 V V2 = R2 * I2 = 2,7 * 0,0691 = 0,186 V V3 = R3 * I3 = 3,9 * 0,890 = 3,471 V Vab = V4 = 3,247 V Vcd = V4 + V2 = 3,247 + 0,186 = 3,433 V Generatore E2: V1 R1 V3 I1 V2 C I2 I3 R2 A R3 B + R4 V4 E2 D In questo modo cortocircuitiamo il generatore E1 Calcoli teorici (E2): R2,4 = R2+R4 = 2,7 + 47 = 49,7 K R1,2,4 = R1 // R2,4 = 6,8 * 49,7 = 337,96 6,8+49,7 56,5 = 5,981 K Rtot = R1,2,4 + R3 = 5,98+3,9 = 9,881 K I3 = E2 = 20 = 2,024 Rtot 9,881 I2 = I3 * R1 R1+R2,4 mA = 2,024 * 6,8 6,8+49,7 = 2,024 * 6,8 56,5 I1 = I3 – I2 = 2,024 – 0,243 = 1,781 mA V1 = R1 * I1 = 6,8 * 1,781 = 12,111 V V4 = R4 * I2 = 47 * 0,243 = 11,421 V V2 = R2 * I2 = 2,7 * 0,243 = 0,656 V V3 = R3 * I3 = 3,9 * 2,024 = 7,894 V Vab = V4 – E2 = 11,421 – 20 = – 8,579 V Vcd = V2 + V4 = 0,656 + 11,421 = 12,077 V = 2,024 * 0,120 = 0,243 mA Sommo gli effetti: V1 = V1E1 – V1E2 = 6,528 – 12,111 = – 5,264 V V2 = V2E1 + V2E2 = 0,186 + 0,656 = 0,842 V V3 = – V3E1 + V3E2 = – 3,471 + 7,894 = 4,423 V V4 = V4E1 + V4E2 = 3,247 + 11,421 = 14,668 V Vab = VabE1 + VabE2 = 3,247 – 8,579 = – 5,332 V Vcd = VcdE1 + VcdE2 = 3,433 + 12,077 = 15,51 V I1 = I1E1 – I1E2 = 0,960 – 1,781 = – 0,821 mA I2 = I2E1 + I2E2 = 0,0691 + 0,243 = 0,312 mA I3 = – I3E1 + I3E2 = – 0,890 + 2,024 = 1,134 mA Risultati della misura: La seguente tabella confronta i risultati ottenuti nella misura (MISURA), con quelli ricavati dall’analisi teorica (TEORIA): Vab Vab ( E1) Vab (E2) MISURA – 5,23 3,29 – 8,53 TEORIA – 5,332 3,247 – 8,579 UNITA’ DI MISURA V V V E1 E2 Vcd V1 V2 V3 V4 I1 I2 I3 10,00 20,00 15,61 – 5,61 0,84 4,38 14,75 – 0,825 0,295 1,12 10,00 20,00 15,51 – 5,264 0,842 4,423 14,668 – 0,821 0,312 1,134 V V V V V V V mA mA mA Analisi dei risultati: Dalla tabella, confrontando tra loro i risultati ottenuti nella misura e quelli ricavati dall’analisi teorica, possiamo vedere che i dati teorici sono molto simili a quelli pratici, quindi abbiamo svolto un ottimo lavoro. Con l’esperienza di laboratorio possiamo dimostrare la correttezza dei calcoli. Schema di montaggio con il generatore E1: + – + – – + + – – + V1 R1 C V3 I1 I3 I2 V2 R2 R3 A V4 B R4 D Schema di montaggio con il generatore E2: + – + + – – + V1 R1 I1 C I3 V3 I2 R2 V2 A B R4 V4 D R3 – + –