Laboratorio di fisica anno 2014/2015
- I circuiti
Ci siamo occupati di due tipi di circuiti: i circuiti in serie e i circuiti in
parallelo. Prima di procedere con il vero e proprio esperimento abbiamo
fatto un breve ripasso teorico, ricordando cosa fossero questi tipi di
circuiti e le differenze che vi erano tra di essi.
Tutti i componenti elettrici di un circuito elettrico possono essere
collegati fra loro in serie oppure in parallelo per mezzo di conduttori
elettrici, che trasportano al loro interno gli elettroni per il funzionamento
del circuito. Si parla di collegamento in serie quando i componenti sono
collegati in modo da formare un percorso unico per la corrente elettrica
che li attraversa. Si parla di collegamento in parallelo quando i
componenti sono collegati ad una coppia di conduttori in modo che la
tensione elettrica sia applicata a tutti quanti allo stesso modo.
Quotidianamente abbiamo a che fare con milioni di circuiti elettrici e non
ce ne rendiamo conto, è importante perciò sapere ma soprattutto vedere
come questi circuiti agiscono, il loro funzionamento è molto simile a
quello del nostro linguaggio logico, perciò si può affermare che i circuiti
procedono per porte logiche. Le tavole di verità che fanno parte del
nostro linguaggio logico funzionano esattamente come funzionano i
circuiti, abbiamo perciò comparato questi due diversi linguaggi e
attraverso l’esperimento abbiamo potuto constatare come questi due
fossero uguali.
Abbiamo rappresentato i due tipi di circuiti e abbiamo immaginato che
questi avessero dei ponti che si alzavano e si abbassavano in base al
passaggio o meno della corrente.
Abbiamo perciò notato che nei circuiti AND, o in serie, se un “ponte”
veniva “sollevato” la corrente non passava e di conseguenza il circuito
non si verificava, mentre nei circuiti OR, o in parallelo, se un “ponte”
veniva “sollevato” il circuito si verificava lo stesso perché la corrente
riusciva a passare per altre vie, solamente nel caso in cui entrambi i
“ponti” venivano sollevati la corrente non passava e di conseguenza non
si verificava il circuito.
L’esperimento consisteva nel verificare se le tavole di verità e i circuiti, in
serie e in parallelo, funzionassero allo stesso modo, attraverso due
momenti, quello di disgiunzione e quello di congiunzione.
Il materiale utilizzato è: un generatore di corrente, una barra elettrica,
delle resistenze, dei ponti, delle lampadine e un tester o multimetro.
- DISGIUNZIONE
Prima di iniziare a verificare la tavola di verità abbiamo controllato che
ogni singolo strumento funzionasse con il tester, abbiamo poi proceduto
inserendo nella barra elettrica due resistenze che sono state sostituite in
seguito con dei ponti, in quanto le resistenze non lasciavano che le
lampadine si accendessero perfettamente, abbiamo poi proceduto
attaccando tre lampadine e altri due ponti all’estremità opposta ai primi
due.
In questo procedimento ci siamo assicurate che ogni filo collegato fosse al
posto giusto controllando le valenze positive e negative, in fine abbiamo
attaccato il generatore di corrente e dopo alcuni tentativi abbiamo visto
che le lampadine si accendevano.
Abbiamo verificato quindi la tavola di verità:
In questo caso le lampadine erano tutte accese:
Il secondo caso da verificare era questo:
Abbiamo staccato alfa, e le lampadine erano comunque accese perché si
trattava di un circuito in paralello:
Il terzo caso da verificare:
Abbiamo staccato beta e anche qui le lampadine sono rimaste accese, per
lo stesso motivo:
Quarto e ultimo caso da verificare:
Abbiamo staccato alfa e beta e la terza lampadina si è spenta perché la
corrente non arrivava:
- CONGIUNZIONE
Abbiamo ripetuto lo stesso procedimento, inserendo però nella barra
elettrica tre lampadine in successione formando così un circuito in
serie. Abbiamo staccato le lampadine alfa e beta per accertare che la
tavola di verità corrispondesse. Ecco le diverse fasi da verificare:
La prima 0-0-0:
La seconda 0-1-0 :
La terza 1-0-0:
La quarta 1-1-1:
La tavola di verità corrisponde a ciò che abbiamo visto nel nostro
esperimento, ma le lampadine essendo tre non riuscivano ad
accendersi completamente così abbiamo deciso di misurare la
differenza di potenziale aggiungendo due resistenze attaccate per un
estremità alla base elettrica e per l’altra al tester dove abbiamo potuto
verificare la differenza di potenziale esistente.
Grazie a questo esperimento abbiamo potuto constatare che le tavole
di verità e i circuiti agiscono esattamente allo stesso modo.
- Ottica
L’esperimento eseguito trattava una legge importante dell’ottica, la
legge sulla distanza focale che equivale a:
1/F= 1/P+1/Q
Dove, F indica la distanza focale, P indica la distanza tra la lente e
l’immagine e Q indica la distanza tra la lente e l’immagine riflessa. Si
trattava di una lente convergente.
Abbiamo visto cosa succede nel caso di un’immagine riflessa:
l’immagine passa per il fuoco della lente convergente e nel suo riflesso
risulta capovolta.
L’esperimento consisteva nel misurare i vari valori di F, ottenuti
variando continuamente i valori di P e Q, che dovevano essere tutti
uguali con un piccolo margine di errore, che abbiamo poi calcolato.
Il materiale che abbiamo utilizzato è: una lente convergente, un asse,
un metro, una candela e uno schermo.
Abbiamo sistemato la candela, la lente e lo schermo nell’ asse in modo
che risultassero tutti in una stessa linea. La sorgente luminosa
(candela) e lo schermo sono stati avvicinati e allontanati dalla lente,
fino a quando l’immagine riflessa risultava pienamente a fuoco, in
questo modo si ottenevano diverse distanze P e Q. I valori ottenuti di P
e Q venivano messi in equazione per poter scoprire quelli di F:
F= PQ/ P+Q
I valori ottenuti di F erano pressochè uguali, abbiamo calcolato così il
margine di errore e abbiamo ottenuto :
F= 8,87+- 0,47
Ecco i vari valori ottenuti:
P1= 15
Q1 = 19,30
F1 = 8,44
P2= 12,50
Q2= 29,40
F2= 8,77
P3= 22,70
Q3= 16
F3= 9,38
P4= 12,70
Q4= 30,60
F4= 8,97
P5= 27,30
Q5= 12,90
F5= 8,80
L’esperimento è riuscito perché i valori ottenuti si aggiravano tutti
intorno alla stessa cifra:
F1= 8,44
F2= 8,77
F3= 9,38
F4= 9,97
F5= 8,80
Abbiamo calcolato il valore medio:
F= 8,44+8,77+9,38+8,97+8,8/5= 8,87
E l’errore= 9,38-8,44/2=0,47
Marina Cherchi
