I Esperienza: 19 -­‐ 20 Marzo 2014 Caratterizzazione di generatori di tensione ed applicazione della legge di Thevenin Scopo dell’esperienza: determinazione della resistenza interna e della tensione in uscita di una batteria e di un generatore, tramite l’applicazione della legge di Thevenin. Strumentazione: n. Strumento 1 Batteria 1 Resistenze 2 Multimetri (Voltmetro e Amperometro) 1 Generatore di corrente continua N Resistori con diverse resistenze 1 Base a mille fori 1 Saldatore 1 Stagno 5 Cavi unipolari (conn. Banane) N Morsetti N Fili elettrici 1 Pinzetta metallica Prima parte Figura 1: Primo schema circuitale Consideriamo il circuito in Figura 1, dove R è una resistenza variabile, Vg ed Rg rispettivamente la la forza elettromotrice e la resistenza interna della batteria. La tensione ai capi della resistenza R è data da: VR = I R (1) Si ha inoltre che I = Vg/(R+Rg) da cui: VR = RVg/(R+Rg)= Vg – Rg Vg/(R+Rg) = Vg – Rg I Misurando la tensione VR ai capi della resistenza R (variabile) in funzione della corrente circolante I, si ricavano Rg dalla pendenza della retta corrispondente e Vg dall’intercetta con l’asse verticale. Seconda parte Figura 2: Secondo schema circuitale Consideriamo lo schema circuitale rappresentato in Figura 2, dove Vg è la tensione erogata da un generatore di corrente continua, Rg la sua resistenza interna, R1 ed R2 due resistenze di valore fissato, R una resistenza di valore variabile. Applicando il teorema di Thevenin, il circuito, visto ai capi della resistenza R2 (senza resistenza variabile R) è equivalente a quello mostrato a destra della Figura 2. R0 a VT R b Figura 3:circuito equivalente Si ottiene così il circuito mostrato in Figura 3. La tensione ai capi di R, misurata in funzione della corrente circolante in essa, fornisce i valori di Ro e VT: VR = VT -­‐ IR R Per il teorema di Thevenin, la resistenza equivalente, vista tra i punti a e b è data da: R0 = (R1+Rg)R2/( R1+R2+Rg) mentre la tensione di Thevenin è data da: VT = Vg R2/( R1+R2+Rg). Misurati R1 ed R2, determinare Rg e Vg. Commentare l’entità delle perturbazioni introdotte dagli strumenti di misura.
