Cenni teorici

Relazione n. 01
a.s.
2008/2009
ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE
“Enrico Fermi”
Francavilla Fontana(BR)
Alunno: Marco Sportillo
Classe: 4 A/Informatica
a.s. 2008/2009
Verificare sperimentalmente il principio delle correnti e delle tensioni in un circuito elettrico.
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Relazione n. 01
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2008/2009
Indice
Cenni teorici
Materiale utilizzato
Procedimento
Raccolta ed elaborazione dei dati
Immagini, foto
Conclusioni
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Relazione n. 01
Cenni teorici
Resistori in serie
Due resistori si dicono collegati in serie quando sono percorsi dalla stessa corrente. La resistenza totale
vista dai morsetti A e B è uguale alla somma delle due resistenze. La formula è:
Rs = R1 + R2
Se ci sono più resistori usiamo la seguente formula:
Rs = R1 + R2 + .... + Rn
Resistori in parallelo
Due resistori si dicono in parallelo quando sono collegati l’uno con i morsetti dell’altro in modo che
sia applicata la stessa tensione. Per calcolare la resistenza di due o più resistori in parallelo si usa la
seguente formula:
Leggi di Kirchoff
Le leggi di Kirchhoff descrivono le proprietà dei circuiti elettrici a parametri concentrati. Furono formulate
da Gustav Robert Kirchhoff nel 1845 a seguito di esperimenti empirici. Nei circuiti a parametri concentrati
sostituiscono completamente le leggi dell'elettromagnetismo permettendo di ridurle a pure relazioni
topologiche.
Da qui derivano i due principi di Kirchhoff:
1 o principio di Kirchhoff (1 o principio delle correnti)
In un nodo la somma delle correnti entranti è uguale alla somma delle correnti uscenti.
2 o principio di Kirchhoff (2 o principio delle tensioni)
In una qualunque maglia la somma algebrica delle tensioni di tutti i generatori è uguale alla somma
algebrica delle tensioni degli altri componenti della maglia.
Inoltre, introduciamo il concetto di potenza perché durante l’esercitazione effettuiamo anche questo
calcolo.
Potenza elettrica
Si dice potenza di un componente elettrico il prodotto della sua tensione per la sua corrente.
L’unità di misura è il Watt(W).
La formula è la seguente:
P=V*I
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Materiale utilizzato
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Bread Board;
n. 3 resistori da 1kΩ;
Fili di connessione;
Voltmetro;
Il circuito è stato alimentato dall’alimentazione da banco a 5V.
Procedimento
Dopo aver montato il circuito sulla basetta di sperimentazione e averlo alimentato con l’alimentazione da
banco pari a 5V, procediamo con le misurazioni. Per effettuare le misurazioni usiamo il voltmetro.
Posizioniamo le due sonde ai capi delle resistenze e leggiamo il valore. Questo procedimento è stato
effettuato sia per la misurazione delle tensioni, sia per quella delle correnti. Quando abbiamo misurato le
tensioni ci siamo posizionati su ‘V’, quando invece ci siamo posizionati sulla ‘I’, abbiamo misurato le
correnti.
Dopo aver effettuato tutte le misurazioni a livello pratico, abbiamo effettuato la simulazione sul PC. Tramite
il software ORCad, abbiamo ridisegnato il circuito e effettuato le misurazioni. Durante la simulazione,
abbiamo verificato che non tutti i valori misurati sono uguali a quelli della simulazione.
Raccolta ed elaborazione dei dati
La tabella seguente indica la misurazione effettuata sul circuito delle tensioni e delle correnti.
1
2
3
V(v)
3,58
1,79
1,69
I(mA)
3,20
1,45
1,75
Successivamente, la tabella che segue illustra i dati raccolti durante la simulazione del circuito sul software
ORCad.
1
2
3
V(v)
3,33
1,6667
1,6667
I(mA)
3,33
1,6667
1,6667
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Verifica dei due principi di Kichhoff
Ora, come previsto nell’obiettivo della prova, verifichiamo sperimentalmente i due principi di Kirchhoff.
Effettuiamo prima i calcoli con i dati raccolti dalla misurazione, e poi con quelli della simulazione.
Primo Principio di Kirchhoff (Princio delle correnti)
Dati misurazione
A: I1=I2+I3=> 3,20mA=1,45mA+1,75mA=>3,20mA=3,20mA
B: I2+I3=IG=>1,45mA+1,75mA=3,20mA=>3,20mA=3,20mA
Dati simulazione
A: I1=I2+I3=> 3,33mA=1,6667mA+1,6667mA=>3,33mA~3,33mA
B: I2+I3=IG=>1,6667mA+1,6667mA=3,20mA=>3,33mA~3,33mA
Primo Principio di Kirchhoff (Princio delle tensioni)
Dati misurazione
E=V1+V2=>5,37V=3,58V+1,79V =>5V=5,37V
E=V1+V3=>5,37V=3,58V+1,79=5,37V=5,37V
0=V2-V3=>0=1,79V-1,79V=>0V=0V
Dati simulazione
E=V1+V2=>5V=3,33V+1,6667V =>5V~5V
E=V1+V3=>5V=3,33V+1,6667=5V~5V
0=V2-V3=>0=1,6667V-1,6667V=>0V=0V
Notiamo che durante la verifica dei due principi di Kirchhoff, i dati in misurazione forniscono un risultato
perfetto. Invece, i dati della simulazione, non ci fanno ottenere risultati perfetti, ma comunque vicinissimi a
quelli che dovremmo ottenere.
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Immagini e Foto
1)Circuito su carta;
2)Rappresentazione grafica del circuito su Bread Board;
3)Circuito disegnato sul software Orcad;
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4)Screenshot del software utilizzato per le misurazioni della simulazione;
5) Foto circuito;
6)Foto voltmetro;
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Conclusioni
Sono stati verificati entrambi i principi di Kirchhoff. Da sottolineare che i valori acquisiti nella simulazione
non forniscono una precisione assoluta e congruenza con i risultati.
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