RELAZIONE
DI ELETTROTECNICA
ESPERIENZA N°4
TITOLO: ESPERIENZA SUL CONDENSATORE
SCOPO
DELL’ESPERIENZA: Osservare il
comportamento di carica e di scarica di un
condensatore
CENNI TEORICI: il condensatore è
un componente elettrico formato da due armature metalliche separate da uno
strato di dielettrico, ed ha la caratteristica di accumulare cariche elettriche
sulle armature stesse. All’interno del condensatore viene a generarsi una
differenza di potenziale che dà origine ad un campo elettrico, che dipende
dalla capacità del componente; la relazione esistente tra tensione capacità e
quantità di carica è data dalla formula:
Con tale formula
si esprime la quantità di carica tra le armature del condensatore in funzione
della differenza di potenziale ai suoi capi e della capacità, che si esprime in
frazioni di Farad, normalmente micro Farad (mF)e picoFarad (pF). La carica del condensatore è il processo in cui le armature accumulano
cariche sulle armature ed aumenta quindi la tensione ai capi del componente: la
tensione sale inizialmente in modo veloce poi sempre più lentamente fino a
tendere a E, cioè alla tensione fornita dal generatore, mentre la corrente
diminuisce fino a diventare zero. Nel processo di scarica la tensione passa da
E a zero mentre la corrente, di verso opposto, scende (quindi considerando il
verso di partenza sale) fino ad arrivare a zero.
MATERIALI
E STRUMENTAZIONI USATI:
Ø
N°1 alimentatore
stabilizzato (LAB POWER PACK NG303);
Ø
N°1 breadboard di
s 858c25i upporto;
Ø
N°1 resistenza
da 2.2 KW;
Ø
N°1 resistenza
da 2.7 KW;
Ø
N°1 condensatore da
4700 mF;
Ø
Cavetti di collegamento;
Ø
N°2 multimetri
digitali palmari (CIRCUITMATE DM800
SERIAL NUMBER 60310160);
DESCRIZIONE
DELL’ESPERIENZA: in questa prova osserveremo la
variazione di tensione e di corrente nel processo di carica e di scarica del
condensatore, applicando nel circuito una resistenza di carica di 2.2KW ed una resistenza di scarica di 2.7KW. Tramite multimetro digitale misureremo i valori sul condensatore e li
riporteremo in un grafico rappresentante la carica Q del condensatore, per
analizzarne la sua variazione.
Fase di carica
|
|
Tempo
[s]
|
Tensione
[V]
|
Corrente
[mA]
|
Corrente media (T) [mA]
|
D t
[s]
|
D t * T = A
|
|
|
0
|
0
|
13
|
11,35
|
3
|
34,1
|
|
|
3
|
3,56
|
9,7
|
8,2
|
3
|
24,6
|
|
|
6
|
10,3
|
6,7
|
6
|
3
|
18
|
|
|
9
|
13,5
|
5,3
|
4,9
|
3
|
14,7
|
|
|
12
|
16,5
|
4,5
|
3,75
|
3
|
11,3
|
|
|
15
|
18,2
|
3
|
2,6
|
3
|
7,8
|
|
|
18
|
20,2
|
2,2
|
2
|
3
|
6
|
|
|
21
|
21,1
|
1,8
|
1,6
|
3
|
4,8
|
|
|
24
|
22
|
1,4
|
1,25
|
3
|
3,75
|
|
|
27
|
22,6
|
1,1
|
1
|
3
|
3
|
|
|
30
|
23
|
0,9
|
0,75
|
5
|
3,75
|
|
|
35
|
23,7
|
0,6
|
0,5
|
5
|
2,5
|
|
|
40
|
24,1
|
0,4
|
0,35
|
5
|
1,75
|
|
|
45
|
24,4
|
0,3
|
0,25
|
5
|
1,25
|
|
|
50
|
24,5
|
0,2
|
0,2
|
5
|
1
|
|
|
55
|
24,7
|
0,2
|
0,15
|
5
|
0,75
|
|
|
60
|
24,7
|
0,1
|
|
|
S A
|
139
|
|
Fase di scarica
|
|
|
|
|
|
|
Tempo
|
Tensione
|
Corrente
|
Corrente media (T)
|
D t
|
D t * T = A
|
|
|
0
|
24,92
|
-13
|
-10,6
|
3
|
-31,8
|
|
|
3
|
16,64
|
-8,2
|
-7,25
|
3
|
-21,75
|
|
|
6
|
13,17
|
-6,3
|
-5,7
|
3
|
-17,1
|
|
|
9
|
10,45
|
-5,1
|
-4,5
|
3
|
-13,5
|
|
|
12
|
8,31
|
-3,9
|
-3,55
|
3
|
-10,65
|
|
|
15
|
6,68
|
-3,2
|
-2,85
|
3
|
-8,55
|
|
|
18
|
5,49
|
-2,5
|
-2,25
|
3
|
-6,75
|
|
|
21
|
4,4
|
-2
|
-1,75
|
3
|
-5,25
|
|
|
24
|
4
|
-1,5
|
-1,35
|
3
|
-4,05
|
|
|
27
|
3,4
|
-1,2
|
-1,1
|
3
|
-3,3
|
|
|
30
|
2,73
|
-1
|
-0,8
|
5
|
-4
|
|
|
35
|
1,99
|
-0,6
|
-0,5
|
5
|
-2,5
|
|
|
40
|
1,41
|
-0,4
|
-0,35
|
5
|
-1,75
|
|
|
45
|
1,02
|
-0,3
|
-0,25
|
5
|
-1,25
|
|
|
50
|
0,77
|
-0,2
|
-0,15
|
5
|
-0,75
|
|
|
55
|
0,55
|
-0,1
|
-0,1
|
5
|
-0,5
|
|
|
60
|
0,42
|
-0,1
|
|
|
S A
|
133,45
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Conclusioni:
Questa esperienza è stata esauriente dal
punto di vista didattico, e ci è inoltre stata utile nel comprendere meglio
l’uso e il funzionamento degli elementi usati, ovvero i condensatori.
Possiamo anche affermare che questa prova ci
ha aiutato a capire alcuni aspetti teorici e pratici riguardanti l’uso del
programma Excel per la realizzazione dei grafici partendo dai dati delle
rilevazioni.
Da questo grafico si può notare come la
corrente nell’intervallo compreso tra zero e venti secondi aumenta con un
andamento irregolare da un valore di circa -12 mA a un valore di circa 0 mA,
successivamente si può osservare che l’aumento di corrente ha un modulo sempre
più ridotto fino a quando raggiunge un livello massimo.
Per quanto
riguarda la tensione possiamo dire che nell’intervallo compreso tra zero e
trenta secondi diminuisca notevolmente fino ad arrivare ad un valore di circa
5Volt, per poi proseguire con un andamento quasi costante sino ad arrivare al
punto di scarica, pari a circa 0 Volt.
|
