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fisica:esperienze:prima_legge_di_ohm

LAB2GO Scienza

Verifica della Prima Legge di Ohm

Descrizione

Obiettivo: Verificare la validità della Prima Legge di Ohm in un circuito chiuso.

Materiali utilizzati:



Schema dell'esercitazione:

Tabella delle resistenze:

Procedimento: Per verificare la validità della Prima Legge di Ohm, si prendano innanzitutto due breadboard, che possono essere unite per formare un'unica grande breadboard attraverso gli appositi incastri posti sui loro lati. In questo modo, avremo a disposizione una base per il circuito più grande e, di conseguenza, più spazio per i vari elementi del circuito. Si prendano successivamente quattro diverse resistenze ohmiche (che rispettano ossia la relazione della Prima Legge di Ohm, per la quale $i=ΔV/R$) e, attraverso la classificazione del Codice Colori, si calcolino i valori nominali di ciascuna resistenza. Nel nostro caso, le resistenze erano così etichettate:

Dopo aver calcolato i diversi valori nominali, occorre calcolare la tolleranza di ciascuna resistenza (pari sempre al 5%): in questo modo otterremo il valore minimo e il valore massimo entro i quali il valore misurato dovrà rientrare. Il valore misurato è determinato utilizzando un multimetro in funzione di Ohmetro: per misurare la resistenza di un resistore occorre attaccare agli estremi di ogni singola resistenza i morsetti del multimetro, che, una volta tarato sulle basi del valore nominale (ad esempio, se la mia resistenza ha un valore nominale di 1800 Ohm dovrò impostare il multimetro come Ohmetro di portata 2000 Ohm) mostrerà il valore della resistenza. Dopo essersi accertati che i valori misurati delle resistenze rientrino in quelli nominali si può cominciare a costruire il circuito. Il circuito, costruito su due breadboard collegate, è alimentato da un generatore di tensione, che applica al circuito una differenza di potenziale pari a 15 V. I morsetti del generatore sono collegati a due fili conduttori posti rispettivamente nel foro positivo e negativo agli estremi delle due breadboard: in questo modo il circuito (a corrente continua) è chiuso. Le resistenze R3 ed R4, al fine di verificare la legge di Ohm in diverse situazioni, vengano poste in parallelo tra loro ed in serie con R1 ed R2. Così facendo, le resistenze R3 ed R4 avranno ai loro capi medesima differenza di potenziale ma scorrerà in loro diversa intensità di corrente, mentre R1 ed R2 avranno ai capi diverse differenze di potenziale ma scorrerà in loro la stessa intensità di corrente. Per montare il circuito si prosegua nel seguente modo: venga posto un filo conduttore sul foro positivo della riga collegata cinque-a-cinque verticalmente; successivamente si metta un capo della resistenza R1 in corrispondenza verticale del foro positivo del primo filo conduttore e l'altro capo nei fori collegati cinque-a-cinque orizzontalmente. Un filo conduttore va successivamente posto come ponte tra uno dei fori adiacenti al secondo capo di R1 e un altro foro della breadboard; adiacente a quest'ultimo foro si ponga un capo della resistenza R2, la cui altra estremità verrà posta in uno dei fori della seconda breadboard. Da qui un secondo filo conduttore, adiacente a R2, venga posto in una riga dove vengono collegate (allo stesso livello) R3 ed R4; le due resistenze sono così collegate in parallelo. Per chiudere il circuito, basta ricollegare le due resistenze R3 ed R4 in una medesima riga orizzontale e far partire da lì un filo conduttore che colleghi questo punto alla riga cinque-a-cinque verticale negativa, alla fine della quale verrà posto un ultimo filo conduttore. Per dare corrente al circuito, basta collegare i morsetti del generatore di tensione ai fili conduttori iniziale e finale, posti nei fori cinque-a-cinque verticali positivi e negativi. Inoltre, stando alla Prima Legge di Kirchhoff, per la quale la somma algebrica delle intensità di corrente nei rami facenti capo allo stesso nodo è nulla, la corrente i passante per R1 ed R2 è equivalente a quella uscente dalla maglia contenente R3 ed R4; poiché questi ultimi resistori si trovano in parallelo, otteniamo che i3 + i4 = i . Non rimane perciò che calcolare i valori nominali delle diverse intensità di corrente, ricordando che i1 = i2 = i3 + i4 = i . Sapendo dunque che la differenza di potenziale è sempre pari a 15 V (eccezion fatta per le resistenze R3 ed R4), ed avendo già misurato le resistenze precedentemente, possiamo calcolare i valori delle intensità attraverso la già citata legge di Ohm, per la quale
$i=ΔV/R$
Nel caso del valore dell'intensità di corrente dell'intero circuito, il valore della resistenza da prendere in considerazione è quello dell

La differenza di potenziale applicata ai capi delle resistenze R3 ed R4 è sempre ricavabile dalla Legge di Ohm: La R3-4 è data dalla stessa formula applicata per ottenere la Req. Otteniamo così le singole i3 ed i4 riapplicando la legge di Ohm, utilizzando come il valore appena ricavato e come R i rispettivi valori delle resistenze R3 ed R4. Abbiamo così risolto il circuito!

fisica/esperienze/prima_legge_di_ohm.txt · Ultima modifica: 2019/09/23 14:30 (modifica esterna)