Circuiti cimatori
Marco Coppelli - Bruno Stortoni
4. Circuiti cimatori
Scopo della prova
Imparare ad usare il generatore di segnali e l’oscilloscopio. Rilevare le forme d’onda in diversi
circuiti e a diverse frequenze. Osservare come frequenze di lavoro diverse influenzino il
comportamento dei circuiti.
Materiali e strumentazione
1 Generatore di segnali
1 Oscilloscopio
1 Alimentatore
1 Diodo semiconduttore
Alcuni resistori
1 Basetta per montaggi sperimentali e fili di collegamento
Schema elettrico
Fig. 1
Esecuzione della prova
I limitatori sono dei circuiti che limitano il valore di una tensione. Si possono realizzare circuiti che
limitano solo i valori positivi, oppure solo quelli negativi, oppure entrambi. In quest’ultimo caso, ad
esempio, una tensione alternata sinusoidale è convertita in una tensione alternata quasi rettangolare.
Il diodo ha, generalmente l’aspetto mostrato nella figura 2.
Fig. 2
Il terminale che corrisponde al catodo è quello contrassegnato dall’anello color argento o più scuro.
Nel caso in cui si fosse indecisi, l’identificazione dei due terminali del diodo può essere
semplicemente effettuata tramite un multimetro impiegato come ohmetro. La resistenza mostrata
quando è misurata nel verso diretto è molto più piccola di quella mostrata quando è misurata nel
verso opposto.
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Nel seguito utilizzeremo tensioni alternate, soprattutto di forma sinusoidale; risulta dunque
necessario descrivere, con l’aiuto della figura 3, le principali caratteristiche di una grandezza
alternata.
Fig. 3. Tensione alternata sinusoidale.
Periodo. È definito periodo T l’intervallo di tempo dopo il quale la forma d’onda si ripete uguale a
se stessa. È anche il tempo impiegato per compiere due alternanze o due semionde, una positiva e
una negativa.
Frequenza. È definita frequenza f il numero di periodi compiuti in un secondo. Corrisponde
all’inverso del periodo: f = 1/T.
Ampiezza o valore massimo. È il massimo valore assunto (positivo o negativo) dalla grandezza
alternata.
Valore picco-picco. È il valore della massima escursione della grandezza; va dal picco positivo al
picco negativo. Nelle onde alternate sinusoidali è pari al doppio del valore massimo.
Valore efficace. È il valore della grandezza continua che produrrebbe lo stesso effetto. Per una
grandezza alternata sinusoidale è pari al valore massimo diviso per la radice di due.
Rileva e disegna le forme d’onda della tensione in uscita (vo) per i 5 circuiti mostrati nella figura 4
quando in ingresso (vi) è inviata una tensione sinusoidale di 10 V di ampiezza (20 V picco-picco).
Gli altri valori dei componenti del circuito sono: R = 10 k, E0 = 4,5 V, e il diodo è un 1N 4004.
Fig. 4a
Fig. 4b
Fig. 4c
Fig. 4d
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Fig. 4e
Poiché il diodo è adatto a lavorare solo alle basse frequenze, effettua varie osservazioni a frequenze
variabili tra 50 Hz e 100 kHz, annotando o disegnando le differenze riscontrate nelle tensioni di
uscita.
Usando onde quadre al posto di quelle sinusoidale gli effetti, soprattutto alle alte frequenze, si fanno
notare molto di più, tanto da arrivare al non funzionamento del circuito in esame.
Ripeti le stesse osservazioni impiegando un diodo adatto a lavorare alle alte frequenze e analizza le
differenze con i comportamenti precedenti.
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