Panoramica dell apparato di misura

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Romeo Mattioli
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1 ESPERIENZA 1 TARATURA DI UNA BILANCIA ELETTRONICA, MISURE DI MASSA E DI DENSITA RELATIVA Panoramica dell apparato di misura BILANCIA PICNOMETRO PESIERA Alla Lavagna / 27 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

2 ESPERIENZA 1 TARATURA DI UNA BILANCIA ELETTRONICA Alla Lavagna / 28 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

3 ESPERIENZA 1 TARATURA DI UNA BILANCIA ELETTRONICA Combinando opportunamente le masse campione verificare la taratura della bilancia eseguendo le misure riportate nella tabella sottostante M Campione (g) M misurata (g) M Campione (g) M misurata (g) M Campione (g) M misurata (g) M Campione (g) M misurata (g) Per una massa campione (ad es. 100 g) ripetere più volte la misura per dare una stima della riproduciblità Alla Lavagna / 29 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

tabella e misurarne la massa N. gocce M (g) N.

4 ESPERIENZA 1 MISURE DI MASSA DELLE GOCCE DI LIQUIDO Utilizzando la siringa sgocciolare nell opportuno contenitore il numero di gocce di liquido (acqua+ china) riportato in tabella e misurarne la massa N. gocce M (g) N. gocce M (g) Alla Lavagna / 30 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

5 ESPERIENZA 1 MISURA DENSITA RELATIVA DI UN LIQUIDO Si definisce densità assoluta di un liquido il rapporto tra la sua massa e il volume da esso occupato Si definisce poi densità relativa di un liquido il rapporto tra la sua densità assoluta e quella dell acqua distillata a 3.98 C. In formule: ρ RL = ρ L (T) / ρ A (3.98 C) = [ρ L (T) / ρ A (T)] x [ρ A (T) / ρ A (3.98 C)] = ρ RL (T) x ρ RA (T) dove ρ RL (T) è la densità relativa del liquido misurabile alla temperatura T di laboratorio e ρ RA (T) è la densità relativa dell acqua distillata alla temperatura T, tabulata in molti testi (ρ RA (20 C) = , ρ RA (25 C) = ). Al fine di misurare ρ Rl (T), potremo sfruttare le definizioni sopra riportate ed ottenere la seguente relazione: ρ RL (T) = [ρ L (T) / ρ A (T)] = [M L (T) / V L (T)] / [M A (T) / V A (T)] Se poi si riesce ad ottenere con buona precisione V L (T) = V A (T), la misura di ρ RL (T) si riduce alla misura di un rapporto di masse. La condizione V L (T) = V A (T) viene raggiunta utilizzando un PICNOMETRO. Alla Lavagna / 31 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

ESPERIENZA 1 MISURA DENSITA RELATIVA DI UN LIQUIDO IL PICNOMETRO Si tratta essenzialmente di un recipiente che permette di contenere, grazie al

) Misurando quindi M P (massa del picnometro vuoto), M PA (massa del picnometro riempito di acqua fino al segno di affioramento) e M PL (massa del

6 ESPERIENZA 1 MISURA DENSITA RELATIVA DI UN LIQUIDO IL PICNOMETRO Si tratta essenzialmente di un recipiente che permette di contenere, grazie al condotto capillare con segno di affioramento situato sul tappo, un volume prefissato di liquido (attenzione alle bolle d aria!) Misurando quindi M P (massa del picnometro vuoto), M PA (massa del picnometro riempito di acqua fino al segno di affioramento) e M PL (massa del picnometro riempito di liquido fino al segno di affioramento) si ottiene immediatamente: ρ RL (T) = [M PL M P ] / [M PA -M P ] Alla Lavagna / 32 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

7 ESPERIENZA 1 MISURA DENSITA RELATIVA DI UN LIQUIDO LA MISURA Ripetere 3 volte le misure delle masse M P, M PA e M PL, riportarli nella tabella sottostante e determinare la miglior stima di ciascuna delle masse e la corrispondente incertezza di misura. Dai risultati ottenuti, ricavare la misura indiretta di ρ RL (T) e di ρ RL M ± M M P (g) M PA (g) M PL (g) ρ RL (T) ρ RL ρ RL (T) ρ RL Alla Lavagna / 33 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

8 GENERATORI DI TENSIONE in CONTINUA e in ALTERNATA ( richiami ) Differenza di potenziale (d.d.p.) o tensione o potenziale elettrico : Rapporto tra il lavoro fatto dalle forze elettriche su una Carica elettrica e la Carica elettrica si misura in volt (V) Tensioni in continua (pile) Tensione alternata (casa+laboratorio) : V = V0 sin (ω t ) tensione efficace Veff = V0/ 2 Corrente elettrica : Rapporto tra la quantità di carica che fluisce in un intervallo di tempo e l intervallo di tempo si misura in ampere (A). Potenza fornita per il passaggio di corrente (I) attraverso la d.d.p. V: Alla Lavagna / 34 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

9 Leggi di conservazione (leggi di Kirchoff) Il lavoro fatto dalle forze elettriche su cariche che percorrono cammini chiusi èzero. La somma algebrica delle correnti che passano per uno stesso punto (nodo) èzero. Alla Lavagna / 35 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

10 Meccanismo base del generatore di tensione A potenza : (massa/unità tempo)x gh analogia + generatori di tensione continua alternata B Generatore di tensione Alla Lavagna / 36 / potenza : (carica/unità tempo)x d.d.p. elettrodi 3 3 A d. d. p. B utilizzatore hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

11 generatori Alla Lavagna / 37 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

12 l abc della sinusoide domestica frequenza f = 50 Hz, V0 =...? ms tensione (V) media sul tempo : 0!! tempo (s) Alla Lavagna / 38 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

13 sinusoide domestica al quadrato 10 ms Tensione ² (V ²) media sul tempo : V 2 V eff = V 2 = 220 V tempo (s) Alla Lavagna / 39 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

Terra elettrica: tutti gli impianti a norma ne sono provvisti In un impianto la massa o terra è la tensione di riferimento per tutti gli apparecchi elettrici utilizzati ma anche una via di fuga per

14 Terra elettrica: tutti gli impianti a norma ne sono provvisti In un impianto la massa o terra è la tensione di riferimento per tutti gli apparecchi elettrici utilizzati ma anche una via di fuga per correnti elettriche non volute. È realizzata con una connessione fisica alla terra (palo/i di rame battuto/i nella terra). Negli strumenti connessi alla rete a.c., le parti metalliche sono connesse a massa per evitare contati pericolosi nel caso di perdite di isolamento. Le connessioni di massa evitano anche l accumulo di elettricità statica particolarmente pericoloso nel caso di prodotti infiammabili ma anche nel maneggiare dispositivi sensibili alla carica elettrica. Alla Lavagna / 40 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

sicurezza: prese di corrente e spine Salvavita : http://it.wikipedia.

15 sicurezza: prese di corrente e spine Salvavita : Alla Lavagna / 41 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

La sicurezza negli uffici semplificazioni da evitare Non rimuovere i contatti del collegamento a terra delle spine, poichè in tal modo si annulla la protezione Non allacciare un apparecchio di

16 La sicurezza negli uffici semplificazioni da evitare Non rimuovere i contatti del collegamento a terra delle spine, poichè in tal modo si annulla la protezione Non allacciare un apparecchio di potenza elevata ad una presa qualsiasi, servendosi di riduzioni Evitare, inoltre, di effettuare collegamenti provvisori di apparecchiature elettriche, lampade, ecc. da Franco Celletti RSPP Sezione INFN di Firenze 42

17 La sicurezza negli uffici accrocchi immondi - Non usare mai prese multiple collegate tra loro onde evitare cortocircuiti con conseguente pericolo d incendio. - Impiegare prese multiple idonee, facendo comunque attenzione ad evitare sovraccarichi. - Le prese multiple (ciabatte) non devono avere più di 5 prese - Non effettuare collegamenti di apparecchi utilizzatori direttamente a portalampade. da Franco Celletti RSPP Sezione INFN di Firenze 43

evitando di toccare gli spinotti Non fare tale operazione con

18 La sicurezza negli uffici elementari norme di prudenza Inserire e togliere le spine afferrando sempre il corpo isolante, evitando di toccare gli spinotti Non fare tale operazione con mani sudate o bagnate da Franco Celletti RSPP Sezione INFN di Firenze 44

19 La sicurezza negli uffici I rischi elettrici possono essere evitati seguendo elementari norme di prudenza Dovendo utilizzare lampade portatili, non arrangiarsi SI Ma impiegare sempre quelle dotate di idonei sistemi di sicurezza da Franco Celletti RSPP Sezione INFN di Firenze 45

NO Un collegamento a terra realizzato come in figura al lato, (collegamento al rubinetto dell acqua), non deve essere

20 Impianto elettrico Un impianto a norma è corredato di impianto di terra efficiente, che deve arrivare a tutti i punti di alimentazione (prese, punti luce,..) ed alle parti metalliche da proteggere (bagni, docce, lavandini). NO Un collegamento a terra realizzato come in figura al lato, (collegamento al rubinetto dell acqua), non deve essere fatto: in caso di guasto dell apparecchio, può essere pericoloso per gli altri utenti dell acquedotto. da Franco Celletti RSPP Sezione INFN di Firenze 46

21 Conduttore OHMICO * Percorso da corrente elettrica ( I ) e` sede di una caduta o differenza di potenziale (d.d.p.) secondo la funzione caratteristica ( legge di Ohm ) I = V / R o V = R I R e` la resistenza elettrica del conduttore. Il suo inverso è detto conduttanza I / A I = V / R, R = 10 ohm R = ρ L/S simbolo circuitale V ² V (V) /V Alla Lavagna / 47 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

22 Dissipazione di potenza nei resistori Corrente alternata (ac) e la sua media temporale è : queste formule sono la base degli impianti domestici e industriali Alla Lavagna / 48 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

23 potenza : esempi numerici pila AA (1.5V) connessa con R = 5 Ω : I = 0.30 A (300 ma) P = 1.5 V x 3.0x10-1 A = 0.45 W (450 mw) lampada ad incandescenza (R = 500 Ω) connessa alla presa di rete (220 V eff ): I eff = V eff / R = 0.44 A P = 220 V x 0.44 A =96.8 W Alla Lavagna / 49 / hep.fi.infn.it/fisichetta1/lab_bio/

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