Misura del valore di una resistenza

Caratteristica I-V di una resistenza
(metodi “a valle” e “a monte”)
Scopo dell’esperienza
Determinare il valore di due resistenze date misurandone la caratteristica I-V utilizzando sia il
metodo a valle e quello a monte, confrontando il valore del metodo che si ritiene più
appropriato con quelli ricavati dall’indice colori della resistenza e dall’ohmmetro. Valutare i
casi in cui si deve applicare il metodo a valle e quelli in cui si deve applicare il metodo a
monte.
Materiali principali
1.
Pannello di base
2.
2 resistenze incognite
3.
Generatore di tensione
4.
2 tester
5.
Cavi di collegamento
Procedura
■ Determinare il valore della resistenza Rx attraverso l’indice colori e la misura diretta con il
tester (ohmmetro). Inoltre calcolare la massima tensione VMAX applicabile ai capi della
resistenza noti il suo valore R e la massima potenza dissipabile P utilizzando la formula:
VMAX = P ⋅ Rx
■ Misurare la tensione o ddp ai capi di Rx e la corrente che la attraversa per alcuni valori della
tensione fornita dal generatore utilizzando sia la configurazione (a) amperometro a valle del
voltmetro, sia quella (b) amperometro a monte del voltmetro. La figura illustra inoltre che un
voltmetro viene messo sempre in parallelo al circuito, mentre un amperometro sempre in serie.
Ra
A
Rv
Rg
Rx
Vcc
Configurazione (a)
Amperometro a valle del Voltmetro
V
Ra
A
Rg
Rv
Rx
Vcc
Configurazione (b)
Amperometro a monte del Voltmetro
V
Nella configurazione (a) l’amperometro misura la corrente Ix che scorre nella resistenza Rx,
mentre il voltmetro misura la somma delle cadute di potenziale su RA e su Rx, VA e Vx, cioè
Vvera = Vletta − RA I letta
Nella configurazione (b), invece, l’amperometro misura la corrente Ix che scorre nel parallelo
formato dalla resistenza Rx e dalla resistenza interna del Voltmetro RV. Il voltmetro misura ora
la caduta di potenziale solamente su Rx.
I vera = I letta −
Vletta
RV
dove:
Rx è la resistenza incognita da misurare;
RV è la resistenza interna del voltmetro;
Rg è la resistenza interna del generatore, che nella esperienza non viene considerata;
RA è la resistenza interna dell’amperometro:
■ Riportare i dati in una tabella con gli errori connessi a ciascun parametro per la
configurazione a valle e in una successiva tabella per la configurazione a monte:
■ Determinare il valore della resistenza utilizzando la legge di Ohm per ogni punto trovato
utilizzando nella configurazione a valle la Vvera e la Iletta, mentre nella configurazione a monte
la Vletta e la Ivera:
Rn =
Vn
In
dove il pedice n si riferisce all’n-esima misura effettuata.
■ Valutare gli errori su tali parametri.
■ Disporre i valori ottenuti in una tabella e determinare il valore medio della resistenza R
utilizzando la seguente formula:
R=
∑R
n
n
N
dove:
R è il valore medio delle resistenze calcolate;
σ R è l’indeterminazione sul valore medio della resistenza;
N è il numero di misure effettuate.
■ Dare una stima dell’errore su tale parametro.
■ Infine confrontare i valori trovati con l’indice di colori, con l’ohmmetro e attraverso la legge
di Ohm e discutere i risultati ottenuti. Specificare in quali casi è più conveniente utilizzare una
configurazione e cercare di dare una spiegazione.