La prima legge di Ohm

[materiale occorrente] [predisposizione e acquisizione] [con segnale sinusoidale]

Materiale occorrente

2 sensori tensione-corrente
generatore di funzioni
basetta portaresistori
resistenza da 100 W, 5W
5 cavetti per le connessioni
alimentatore stabilizzato oppure
una pila da 9 volt con cappuccio
 
calcolatrice grafica TI-89 o TI-92+ o Voyage
Physics-2003
interfaccia LabPro oppure CBL2

Predisposizione e acquisizione

1

Predisposizione delle sonde

Procedere secondo le indicazioni date nella scheda Il generatore di funzioni per RTL collegando la sonda di tensione al canale 1 , e la sonda di corrente al canale 2 dell’interfaccia.

2

Acquisizione dei dati per segnale ad onda triangolare

  • Montare il resistore sulla basetta e collegarla con due cavi all’uscita bipolare del generatore.
  • Posizionare il commutatore A sulla prima decade di frequenza.
  • Posizionare il commutatore C sulla forma d’onda triangolare.
  • Collegare in parallelo la sonda di tensione ai capi del resistore, collegare la sonda corrente in serie, tenendo conto della polarità degli strumenti.
  • Agendo sull’interruttore D, accendere il generatore e regolare l’ampiezza del segnale a circa metà corsa: il led verde è illuminato.

Sulla calcolatrice, dal menu principale selezionare 2:ACQUISIZIONE.
Poiché ci interessa visualizzare una forma d’onda scegliamo 2:GRAFICO vs TEMPO
Come intervallo tra campionamenti digitiamo 0.05 s , mentre come numero di campionamenti 200. Se i valori indicati sono corretti confermare con 1:OK.
Premere per acquisire
Alla fine dell’acquisizione compare il messaggio in cui vengono indicate le variabili che sono utilizzate in memoria per i dati
la sonda di tensione era connessa a CH1 e la sonda di corrente a CH2, scegliendo 1:CANALE 1
si visualizza il grafico V(t),
mentre scegliendo 2:CANALE 2 si visualizza il grafico I(t)

Per tornare al menu scelta grafico premere , per tornare al menu principale 7:ESCI
Alla richiesta se si vuole ripetere l’esperimento, scegliere 1:NO per passare all’elaborazione dei dati. Prima di proseguire si consiglia di salvare i dati secondo le indicazioni della scheda Salvataggio e recupero di file dati.

3

Selezione dei dati

Nel menu principale selezionare 3:ANALISI, quindi 4:SELEZ. REGIONE, 1:CANALE 1.
Con il cursore posizionarsi sul valore minimo negativo e premere , per selezionare il limite inferiore dell’intervallo di valori, spostarsi con il cursore nel punto di massimo e premere , per selezionare il limite superiore.
Scegliere 1:CANALE 1 e appare il grafico rappresentato in figura. Premere e poi 7:ESCI.e si torna nel menu principale.
 

Ricerca della relazione fra tensione e corrente

Nel menu principale selezionare 3:ANALISI, 1:GRAFICA/INTERPOLA, 2:INTERPOLAZIONE
Sull’asse orizzontale rappresentiamo la corrente, quindi scegliamo 3:canale 2
Sull’asse verticale invece vogliamo rappresentare la tensione, 1:canale 1
Per i simboli scegliamo 1:solo punti, l’interpolazione lineare.
I valori del calcolo sono riportati in figura.
Il grafico V(I) rappresenta una retta.

 

Il modello lineare scelto risulta corretto. Il valore dell’intersezione con l’asse verticale può essere trascurato, la legge è

.

Il valore misurato della resistenza risulta il valore del coefficiente angolare della retta di interpolazione, in accordo, entro la tolleranza del 2%, con il valore nominale della resistenza dell’utilizzatore: R=99.2 W.

Con segnale sinusoidale

Sullo stesso circuito e con la stessa predisposizione delle sonde.

  • Collegare il circuito all’uscita bipolare del generatore.
  • Posizionare il commutatore A sulla prima decade di frequenza e il commutatore C sulla forma d’onda sinusoidale.
  • Collegare in parallelo la sonda di tensione ai capi del resistore, collegare la sonda corrente in serie, tenendo conto della polarità degli strumenti.
  • Agendo sull’interruttore D, accendere il generatore e regolare l’ampiezza del segnale a circa metà corsa: il led verde è illuminato.

Eseguire l’acquisizione dei dati come descritto in precedenza.

Si ottengono i seguenti grafici per tensione e corrente:

L’interpolazione lineare su tutti i dati dà il seguente risultato con il graficoV(I):

Il valore della resistenza R=99.3 W concorda con quello ottenuto con il segnale a dente di sega.