RILIEVO DELLA CURVA DI RISONANZA DI
UN 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):
0
1
2 LC
(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
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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 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
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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
atteso Q
0
1 / 2
e confrontarlo con il valore
1 L
.
R C
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