COSTRUZIONE DI UN VOLTMETRO A DIVERSE PORTATE; MISURA DELLA RESISTENZA INTERNA E VARIAZIONE DELLA PORTATA DI UN VOLTMETRO

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "COSTRUZIONE DI UN VOLTMETRO A DIVERSE PORTATE; MISURA DELLA RESISTENZA INTERNA E VARIAZIONE DELLA PORTATA DI UN VOLTMETRO"

Antonino Grosso
7 anni fa
Visualizzazioni

1 COSTRUZIONE DI UN VOLTMETRO A DIVERSE PORTATE; MISURA DELLA RESISTENZA INTERNA E VARIAZIONE DELLA PORTATA DI UN VOLTMETRO L esercitazione è divisa in due parti. Nella prima parte si costruisce un voltmetro a due portate, nella seconda parte viene data una procedura per la misura della resistenza interna di un voltmetro già assemblato e si indica come si può operare per variarne la portata. 1 a parte Un voltmetro viene realizzato (vedi figura) mettendo in serie ad un misuratore di corrente (milli- o microamperometro) di resistenza interna r g una resistenza R; allora: R V = R+r g (1) è la resistenza interna del voltmetro. Nel circuito così realizzato circola un corrente i quando ai suoi estremi si applica una d.d.p. V. La legge di Ohm fornisce la relazione fra V ed i: V = R V i (2) Quindi ad ogni valore di i, letto direttamente sulla scala del misuratore di corrente, dalla (2) si ricava il corrispondente valore di V, noto R V. Se i m è il fondo scala (f.s.) del misuratore di corrente, il f.s. o portata V m del voltmetro è: Questa scheda è disponibile sul sito cms.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 1 di 5

2 V m = R V i m (3) Nei voltmetri già assemblati la scala del misuratore di corrente indica direttamente il prodotto (2) espresso in volt. A misuratore di corrente r g R 1 Voltmetro R 2 B V m1 C V m2 Modo di operare 1. Il misuratore di corrente è un milliamperometro da 1 ma f.s. e resistenza interna r g = 26,4 Ω. Calcolare, tramite la (3), i due valori R V1 ed R V2 affinchè si abbia un voltmetro di portata rispettivamente V m1 = 10 volt e V m2 = 20 volt. Verificare che r g sia trascurabile rispetto a R V1 e R V2 e porre senz altro R 1 = R V1 e R 2 = R V2 per le due resistenze da mettere in serie al milliamperometro in modo da ottenere un voltmetro con le due portate stabilite. 2. Realizzato il circuito di figura, collegare i poli di una batteria o di un generatore di tensione variabile (V 10 volt) tra i punti A e B del circuito realizzato, rispettando le polarità, e rilevare la corrente indicata dal milliamperometro. La tensione misurata si calcola tramite la (2). 3. Verificare che se la stessa tensione del punto 2. viene applica tra gli estremi A e C del circuito, la corrente indicata dal milliamperometro si dimezza dato che la portata è doppia. Questa scheda è disponibile sul sito cms.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 2 di 5

3 2 a parte Per cambiare la portata di un voltmetro già assemblato occorre determinare la sua resistenza interna R V. La misura della resistenza interna R V di un voltmetro avente portata V m può essere effettuata utilizzando il seguente circuito: E R + + R V - R S V A - E è un generatore di f.e.m. variabile mediante il reostato R S, posto sul suo pannello frontale. R è una cassetta di resistenze a manopole, V è il voltmetro in questione. Modo di operare 1. Realizzare il circuito di figura, tenendo conto che R V è la resistenza interna contenuta nello strumento. Questa scheda è disponibile sul sito cms.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 3 di 5

4 2. Ponendo R=0, fare variare la f.e.m. mediante il reostato R S, fino a quando l indice del voltmetro segna il valore di fondo scala (V = V m ). 3. Mantenendo costante la f.e.m., dare valori diversi ad R e leggere in corrispondenza i valori V misurati dal voltmetro. Riportare le coppie (R, V) in una tabella. 4. La relazione che lega valore della tensione V misurata dal voltmetro e resistenza R inserita è: ossia 1 V = 1 R + 1 V m R V V m (4a) 1 R = VmRV RV (4b) V Le (4a) e (4b) rappresentano ciascuna l equazione di una retta, dato che V m e R V sono costanti caratteristiche dello strumento in questione. Eseguire un best-fit lineare delle coppie (R, V) ottenute adoperando l eq. (4a) o (4b) e dedurre il valore di R V e il suo errore dai coefficienti della retta. NOTA: La scelta tra (4a) e (4b) va effettuata sulla base degli errori relativi su R e su V. 5. Una volta noto R V, inserire in serie al voltmetro una resistenza R 0 (cioè selezionare tale valore nella cassetta di resistenze a manopole R) in modo da variare la portata del voltmetro. Il valore della resistenza R 0 è legato alla resistenza R V e al fattore moltiplicativo n, del quale si vuole variare la portata dello strumento, dalla seguente relazione: R 0 = (n 1)R V (5) Questa scheda è disponibile sul sito cms.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 4 di 5

5 Per esempio: se si vuole raddoppiare la portata (n = 2) occorre inserire in serie al voltmetro una resistenza R 0 = R V. Si noti che, se non si sono ancora elaborati i dati di cui ai precedenti punti 3. e 4., una stima approssimativa di R V consiste proprio in quel valore R 0 che selezionato in R fa raddoppiare la portata del voltmetro, cioè che fa spostare l indice del voltmetro dal fondo scala a metà scala. 6. Facendo variare la f.e.m. leggere i valori misurati dal voltmetro con la nuova portata e confrontarli con quelli misurati mediante un altro strumento (per esempio un tester). 7. Ripetere le operazioni 5. e 6. per altri valori di R 0 scelti in base alla (5). Questa scheda è disponibile sul sito cms.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 5 di 5

Documenti analoghi

Descrizione della cassetta e degli strumenti di misura

ESPERIENZ N.1: CSSETTE SCOPO: Misura della resistenza elettrica di un resistore tramite misura diretta con tester e tramite metodo volt-amperometrico. Descrizione della cassetta e degli strumenti di misura