Verifica Sperimentale della II° Legge do Ohm

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.