VERIFICA DELLA II° LEGGE DI OHM 1)Considerazioni Teoriche: Come abbiamo visto nello studio della relazione tra tensione applicata ai capi di un conduttore e la corrente che circola in essa (V/I= K), e che va sotto il nome di prima legge di OHM, il rapporto tra le due grandezze è costante (tale costante introduce una nuova grandezza elettrica detta RESISTENZA), e tale costante di proporzionalità sembra dipendere dal conduttore utilizzato nell'esperimento. Pertanto in questa esperienza indagheremo sulle caratteristiche fisiche del conduttore per verificare se esse influenzano la resistenza dello stesso. Per prima cosa cambieremo la lunghezza del conduttore utilizzato, pio cambieremo la sezione tenendo costante la lunghezza ed infine cambieremo il materiale. Il valore della resistenza dei vari conduttori lo misureremo in modo indiretto attraverso i valori di tensione e corrente presenti ai capi dei conduttori. 2)Strumenti usati: Due tester: ICE Milano- Supertester 680R; Classe= 1; Uno come voltometro: portata usate per l'esperienza= 2V, 10V e 50 V. Uno come Amperometro: portata usate per l'esperienza= 500mA e 50mA. 3)Apparecchiature:Alimentato variabile, dei conduttore metallico di lunghezza doppia, tripla, quadrupla. Altri conduttori di sezione doppia tripla,quadrupla, e poi infine conduttori di diverso materiale come rame, alluminio, tungsteno, ferro, coccodrilli e cavetti per i collegamenti, I valori di tali misure sono riportati nelle tabelle ( Tab 1; Tab 2; Tab 3). 4)Schema elettrico: 5)Descrizione dell'esperienza: per prima cosa si monta il circuito come da schema elettrico. Successivamente si posizioniamo le portate degli strumenti nei valori massimi, per motivi di sicurezza, per evitare che gli strumenti si rompono se il valore della ddp o corrente elettrica e maggiore della portata. Poi si definisce un valore della corrente tale che i conduttori non si scaldino e fondono, in questo caso 200mA, e si legge sul voltometro il valore corrispondente della ddp per il primo conduttore di lunghezza un metro. Successivamente si passa agli altri conduttori di lunghezza maggiore. Nella seconda fase si cambiano i conduttori in base alla sezione e si ripete l'esperienza, ed infine si cambiano i conduttori in base ai materiali. Tutti i dati raccolti sono riportati nelle tabelle( Tab 1; Tab 2; Tab 3). 6)Tab 1: misure di ddp (V) e di Corrente Elettrica (A) lette sugli strumenti nel nostro esperimento rilevate relativamente ai vari conduttori utilizzati di lunghezza differenti, Errori Assoluti, e valore della Resistenza elettrica. l (m ) εl (m ) V (V ) εv (V ) I (A ) εA (A ) R Ω( ) εR Ω( ) 0 ,00 0 1 ,00 0 2 ,00 0 3 ,00 0 4 ,00 0 5 ,00 0 0,0 00 0,0 05 0,0 05 0,0 05 0,0 05 0,0 05 0,0 1 0 ,5 2 0 ,0 2 9 ,5 4 0 ,0 5 0 ,0 0 ,0 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0 ,000 0 ,200 0 ,200 0 ,200 0 ,200 0 ,200 0,000 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0 53 100 148 200 250 0 4 5 6 8 9 Con i dati rilevati è possibile mettere in relazione su un grafico la lunghezza del conduttore con la sua resistenza Grafico fra lunghezza del conduttore e la resistenza 300 Resistenza (ohm) 250 200 150 100 50 0 0,000 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 Lunghezza (m) Il grafico mostra che esiste una relazione di proporzionalità tra la lunghezza e la resistenza. Quindi si può affermare che R proporzionale ad L. 7)Tab 2: misure di ddp (V) e di Corrente Elettrica (A) lette sugli strumenti nel nostro esperimento rilevate relativamente ai vari conduttori utilizzati di sezione differenti, Errori Assoluti, e valore della Resistenza elettrica. S (m m ^2 ) εs (m m ) V (V ) εv (V ) I (A ) εA (A ) R Ω( ) εR Ω)( 0,00 0 0,00 5 0,00 5 0,00 5 0,00 5 0,00 5 0 ,0 2 5 ,5 1 2 ,0 8 ,5 6 ,5 5 ,0 0 ,0 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0 ,5 0,0 0 0 0,2 0 0 0,2 0 0 0,2 0 0 0,2 0 0 0,2 0 0 0,0 00 0,0 05 0,0 05 0,0 05 0,0 05 0,0 05 0 128 60 43 33 25 0 6 4 4 3 3 0 ,00 0 1 ,00 0 2 ,00 0 3 ,00 0 4 ,00 0 5 ,00 0 Con i dati rilevati è possibile mettere in relazione su un grafico la sezione del conduttore con la sua resistenza Grafico tra la sezione dei Conduttori e la Resistenza 140 120 Resistenza 8ohm) 100 80 60 40 20 0 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 5,500 Sezione (mm^2) Il grafico mostra che esiste una relazione di proporzionalità inversa tra la sezione del conduttore e la resistenza. Quindi si può affermare che R è inversamente proporzionale ad S 8)Tab 3: misure di ddp (V) e di Corrente Elettrica (A) lette sugli strumenti nel nostro esperimento rilevate relativamente ai vari conduttori utilizzati di materiali differenti, Errori Assoluti, e valore della Resistenza elettrica. M a t e ria li V (V ) εv (V ) I (A ) εA (A ) R Ω( ) εR Ω( ) ra m e tun g s te no a llu m in io fe rro 15,5 25,5 10,0 40,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0 ,20 0 0 ,20 0 0 ,20 0 0 ,20 0 0 ,000 0 ,005 0 ,005 0 ,005 78 128 50 203 3 6 4 8 Come si può osservare ogni conduttore in base alla propria caratteristica chimica si comporta in modo differente, cioè presenta una propria resistività (ρ ). La resistività infatti esprime la resistenza che oppone il conduttore al passaggio di corrente ed è espresso in Ω * m. A questo punto possiamo scrivere la II legge di OHM di cui abbiamo fatto la verifica e la ricerca. R = ρ L/S. Questa legge ci dice che la resistenza di un conduttore dipende solo da caratteristiche chimiche e geometriche e non da caratteristiche elettriche.