RELAZIONE DI ELETTRONICA:
Giovedì 5 ottobre siamo andati in
laboratorio per risolvere un circuito con i due principi di Kirchhoff, prima
teoricamente con i calcoli, poi praticamente costruendo il circuito sulla
breadboard con le rispettive resistenze. Prima di studiare i due principi di
Kirchhoff abbiamo definito alcune parti di un circuito :
Nodo: qualunque punto della corrente elettrica in cui confluiscono
almeno tre conduttori.
Ramo: ciascun tratto di circuito compreso fra due nodi.
Maglia: qualsiasi
circuito chiuso che , a partire da un nodo ri 333i87d torna allo stesso nodo senza
percorrere più volte lo stesso punto.
Nodi: a, b.
Rami: ab, acdb, aefb.
Maglie: caefbd, eabf, cabd.
Detto questo si possono enunciare i due
principi di Kirchhoff:
1° principio (ai nodi)
In ogni nodo la somma algebrica delle corrente entranti è uguale
alla somma algebrica delle correnti uscenti.
2° principio (alle maglie)
In una maglia la somma algebrica dei
generatori di tensione è uguale alla somma algebrica delle cadute di tensione
cadute nella stessa maglia.
Per definire il segno delle correnti, dei
generatori, delle cadute di tensione si decide un verso in cui dovrebbe andare
la corrente che solitamente è quello orario. Se la corrente va in senso opposto
a quello scelto essa è negativa.
Nel circuito sovrastante utilizzato per
l’esempio dei nodi, dei rami e delle maglie supponiamo che il verso della
corrente scelto è quello orario quindi:
I3=I1+I2
per il primo principio;
E1=R1I1+R3I3
E1-E2=R1I1-R2I2 per il secondo principio
STRUMENTI
UTILIZATI:
Gli strumenti utilizzati sono stati.
-
Multimetro ; versione digitale del vecchio tester.
Esso serve a misurare diverse grandezze tra le quali le correnti (continue e
alternate)e le tensioni(continue e alternate) .
-
Generatore di tensioni ; crea una differenza di
potenziale cosicchè passi corrente nel circuito .
-
Breadboard ; piastra per montaggi sperimentali senza
saldature. Le resistenze possono essere inserite a pressione dei fori della
piastra al fine di realizzare il circuito desiderato.
-
Resistenze di vari valori (1,5KW-1,2KW-3,3KW-5,6KW);
-
Tre generatori di tensione eroganti 10V ,5V ,12V.
RISOLUZIONE TEORICA DEL CIRCUITO:
I dati sono i seguenti:
E1=10V
R1=1,5 KW
E2=5V
R2=1,2KW
E3=12V
R3=3,3KW
R4=5,6KW
Per risolvere questo circuito abbiamo usato
tutti e due i principi di Kirchhoff ricavando l’equazione nel nodo b:
I1+I2=-I3
E nelle maglie bcde e abcdef le seguenti
equazioni:
E2-E3=R3I2-R4I3 e
E1-E3=I1(R1+R2)-R4I3
Così per trovare le tre correnti abbiamo
messo le tre equazioni in un sistema e lo abbiamo risolto:
Finiti i calcoli teorici
abbiamo costruito il circuito sulla breadboard e abbiamo collegato i vari
generatori alle resistenze corrispondenti. Per trovare, poi, le intensità di
corrente abbiamo collegato in serie il multimetro con la resistenza della quale
ci serviva sapere il valore della corrente e abbiamo ottenuto i seguenti
risultati confrontati con quelli calcolati:
Corrente elettrica
|
Valore calcolato
|
Valore rilevato
|
Errore
|
Errore in
percentu.
|
I1
|
0,5
|
0,47
|
0,03
|
6 %
|
|
I2
|
1,01
|
1,07
|
0,06
|
5,9 %
|
|
I3
|
0,6
|
0,63
|
0,03
|
5 %
|
Confrontando i dati che abbiamo
ricavato praticamente e quelli che abbiamo calcolato possiamo dire che sono
abbastanza simili. Di conseguenza possiamo ritenere che i dati calcolati e
quelli ricavati sono giusti considerando anche la tolleranza dei materiali
utilizzati.
Bisogna anche dire che una
corrente è negativa poiché il verso in cui dovrebbe girare la corrente (scelto
da noi) è quello orario mentre il verso di I3 è antiorario.
