STUDIO DELLE PRESTAZIONI DI UN MOTORINO ELETTRICO A
MAGNETE PERMANENTE
Il motorino viene utilizzato per sollevare dei pesi a una determinata altezza; al variare del peso
sollevato si misurano la differenza di potenziale ai capi del motorino, la corrente assorbita, il tempo
impiegato per il sollevamento.
Queste operazioni permettono di calcolare:
Pin = V·I = potenza che entra nel motore;
Pout =
M p ⋅ g ⋅h
t
= potenza utilizzata per sollevare il peso;
Pj = R·I2= potenza dissipata per effetto Joule nell’avvolgimento del motore.
E’ infine importante ai fini delle prestazioni del motore calcolare anche, al variare del peso
sollevato, il suo rendimento e la coppia esercitata dal motore:
η=
Pout
;
Pin
C = Mp·g·r, dove r = 5 mm è il raggio del tamburo su cui si avvolge il filo.
L’analisi dei grafici delle varie potenze, del rendimento e della coppia in funzione del peso
sollevato ci darà utili indicazioni sulle prestazioni di un motore elettrico.
OPERAZIONI PRELIMINARI ALLO SVOLGIMENTO DELL’ESPERIENZA
a) Misura della resistenza elettrica del motorino
Questa misura si può fare applicando una tensione nota ai capi del motorino e misurando la
corrente che passa nell’avvolgimento: bisogna però avere l’accorgimento di tenere bloccato
l’asse del motorino impedendogli di girare, questo per evitare ai suoi capi una forza
elettromotrice autoindotta che falserebbe il risultato della misura.
b) Un’altra significativa operazione da compiere consiste nel misurare la corrente che passa
nell’avvolgimento del motore a vuoto, cioè senza il sollevamento di pesi. In questo modo è
possibile avere una valutazione della potenza Pa perduta per attrito negli ingranaggi e nei
contatti striscianti:
Pa = Pin – Pj
essendo Pout = 0.
SVOLGIMENTO DELL’ESPERIENZA
Fissato il motorino al tavolo con un morsetto si dispongono lungo la verticale due traguardi a
una distanza tra loro almeno di 60 cm, che facilitino la misura del tempo impiegato dal peso a
passare dall’uno all’altro.
Si realizza quindi il seguente circuito elettrico:
C
D
+
G
-
M
Circuito di base
A
C
+
G
-
D
M
V
Circuito con gli strumenti di misura inseriti
M rappresenta il motorino, G il generatore di tensione, A e V rispettivamente l’amperometro e il
voltmetro, T il tasto a due vie, normalmente posizionato su D.
Tenendo premuto il tasto su C passa corrente nel motorino e questo gira sollevando il peso;
nella posizione D il motorino è cortocircuitato in modo da rallentare la caduta del peso per
effetto delle correnti indotte.
Si possono quindi iniziare le operazioni di misura e compilare la seguente tabella dei dati:
V
Volt
I
A
Mp
Kg
h
m
T
S
Pin
w
Pout
w
Pj
w
C
N*m
Rend.
A questo punto si costruiscono i grafici di Pin, Pout, Pj, Rend in funzione del carico sollevato Mp
L’analisi comparativa di questi grafici fornisce indicazioni sulle prestazioni del motorino.
