Obiettivi : Figura 1 Figura 2

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Eduardo Morini
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1 ". Malignani" - Udine - Elettrotecnica e utomazione Prof. udisco Giuseppe - U.D. erifica sperimentale dell'azione regolatrice di un reostato inserito in parallelo (regolazione di tensione). pag. di 6 OLO : erifica sperimentale dell'azione regolatrice di un reostato inserito in parallelo (regolazione di tensione) (metodo potenziometrico o anche detto "pila ridotta"). Prerequisiti : scelta, conoscenza ed uso di reostati e di un voltmetro. Obiettivi : al termine dell'unità didattica l'allievo deve : aver compreso le caratteristiche del metodo di regolazione della tensione in un circuito tramite un reostato in parallelo saper scegliere opportunamente il valore della in modo da ottenere una caratteristica di regolazione sufficientemente lineare aver compreso le differenze tra le diverse caratteristiche di regolazione che si ottengono in funzione del rapporto / c Supporti didattici : Lavagna classica o lavagna luminosa per l'eventuale proiezione di lucidi o un P con proiettore per uso di software di presentazione, strumentazione per la realizzazione del circuito. Se disponibili, uso di un programma di videoscrittura, di un programma di calcolo e di un D per la stesura della relazione scritta da parte degli allievi. ipo di lezione : Lezione frontale e successiva verifica sperimentale pratica. erifiche : Esecuzione pratica della prova e stesura di una relazione sulla stessa. Modalità di valutazione : alutazione della destrezza (manualità) dell'allievo nella conduzione pratica della prova. orrezione elaborato scritto (relazione sulla prova) dell'allievo, finalizzata soprattutto a verificare la comprensione degli aspetti riguardanti gli obiettivi dell'unità didattica. ontenuto : Figura Figura 2 Dato il circuito di fig. in cui è il reostato di regolazione, la resistenza di carico, il valore della tensione di alimentazione e definendo un moltiplicatore della di valore che indichi la percentuale di inserita : * itenendo che il voltmetro abbia resistenza interna sufficientemente elevata da poter considerare nulla o quantomeno trascurabile la che esso assorbe e ponendo : prof. udisco Giuseppe Pag. di 6

2 ". Malignani" - Udine - Elettrotecnica e utomazione Prof. udisco Giuseppe - U.D. erifica sperimentale dell'azione regolatrice di un reostato inserito in parallelo (regolazione di tensione). pag. 2 di 6 / *(-) la corrente che circola nel circuito (fig. 2) sarà data da : ed ancora : quindi possiamo scrivere che * dalla quale possiamo dire che, in assenza di carico, la tensione è direttamente proporzionale ad (percentuale di inserita) e varia linearmente dal valore (per ) al valore (per ) ndamento della tensione in assenza di carico,2,8 c/m,6 Serie,4,2,2,4,6,8,2 alfa Figura 3 Questo metodo permette quindi di regolare con continuità, da ad un valore MX (che dovrebbe coincidere con ), la e di conseguenza la sul carico, cosa che non si riusciva a fare con un reostato in serie. ollegando ai morsetti di uscita un utilizzatore, bisognerà tenere conto del parallelo tra ed per calcolare la : prof. udisco Giuseppe Pag. 2 di 6

3 ". Malignani" - Udine - Elettrotecnica e utomazione Prof. udisco Giuseppe - U.D. erifica sperimentale dell'azione regolatrice di un reostato inserito in parallelo (regolazione di tensione). pag. 3 di 6 prof. udisco Giuseppe Pag. 3 di 6 Κ K K Figura 4 ponendo come prima : *(-) ritenendo nulla o trascurabile la assorbita dal voltmetro si ha : Figura 5 e quindi : e ponendo : si ottiene infine : () P * * * * * * * ) * ( ) * ( * * * * * * * ) * ( *

4 ". Malignani" - Udine - Elettrotecnica e utomazione Prof. udisco Giuseppe - U.D. erifica sperimentale dell'azione regolatrice di un reostato inserito in parallelo (regolazione di tensione). pag. 4 di 6 dai passaggi precedenti evidenziamo : (2) dalla (2) si può notare che il rapporto / a carico differisce da quello a vuoto soltanto per il termine a denominatore *. La curva di regolazione a carico sarà simile a quella a vuoto quando quest'ultimo termine avrà valore piccolo e quindi trascurabile. l che vuol dire che la curva di regolazione della tensione, tramite un reostato inserito in parallelo, è tanto più lineare quanto più elevato è il valore della resistenza dell'utilizzatore, ovvero quanto più piccolo è il valore di (resistenza di regolazione) rispetto ad (resistenza del carico). onverrà quindi usare una di valore molto piccolo (circa / di ) compatibilmente con il valore di corrente che può sopportare il reostato e tenendo presente che la potenza assorbita da varia con il quadrato della corrente e quindi si avranno alte dissipazioni di energia. D'altra parte su si ha circolazione di corrente anche quando quest'ultimo è disinserito e sull'utilizzatore non circola corrente. Nello stesso tempo si può affermare che la caratteristica di regolazione si allontana sempre più dall'andamento lineare quanto più è elevato rispetto. Per verificare ciò si può ricorrere alla () e ricavare i vari punti della curva ai vari valori di e per un dato valore di /. parità di il valore della corrente dipenderà quindi dal rapporto / c, in funzione di questo si avranno quindi delle curve di regolazione con un andamento diverso. Si verificano sperimentalmente le curve per tre casi diversi in cui si ha rispettivamente : / c <, c ed >> c. ndamento curve di regolazione della tensione in funzione del rapporto / < >,2,8 c/ M,6,4,2,2,4,6,8,2 alfa prof. udisco Giuseppe Pag. 4 di 6

5 ". Malignani" - Udine - Elettrotecnica e utomazione Prof. udisco Giuseppe - U.D. erifica sperimentale dell'azione regolatrice di un reostato inserito in parallelo (regolazione di tensione). pag. 5 di 6 Dalla (2) si può ricavare analiticamente l'andamento della curva di regolazione ai vari valori di e per un dato valore di / c. Sempre dalla (2) si può notare che anche a carico il valore di può essere regolato dal valore zero (per ) al valore (per ). ll'atto pratico, per tracciare i grafici, converrà considerare invece di il MX che si misura effettivamente ai capi di poiché nella realtà i due valori non coincidono quasi mai. nche qui, come per la regolazione di corrente, nel caso >> si possono distinguere una zona di bassa sensibilità di regolazione per valori di fino a,6,7, e poi una zona di alta sensibilità in cui converrà fare un maggiore numero di misure. Per definire bene il grafico nella zona di alta sensibilità occorrerà definire un numero di punti maggiore che non per l'altra. Quindi in questo caso si faranno ad es. 5 misure, invece delle dieci che sono sufficienti per gli altri due casi. Di queste quindici misure le ultime dieci saranno concentrate nella zona per,5 e distanziate fra loro da intervalli di,5. prof. udisco Giuseppe Pag. 5 di 6

6 ". Malignani" - Udine - Elettrotecnica e utomazione Prof. udisco Giuseppe - U.D. erifica sperimentale dell'azione regolatrice di un reostato inserito in parallelo (regolazione di tensione). pag. 6 di 6 ichiesta strumenti : Dati : ed, dovendo studiare la caratteristica di regolazione nei tre diversi casi :. < >> bisognerà richiedere: un voltmetro un reostato che realizzi tre reostati differenti per i tre diversi casi. ipo e classe del voltmetro da richiedere con i criteri già noti, la portata maggiore dovrà essere. l valore di è dato e la corrente massima che dovrà sopportare sarà. Per i tre reostati di regolazione si consiglia che: per il caso <, che sia circa / di. per il caso >> che sia almeno tre o quattro volte. La corrente che dovranno sopportare i reostati sarà data dalla somma delle due correnti e (fig. 5) poiché il tratto sarà attraversato (nel caso ) proprio da. ELL ( < ) ELL ( ) n M / M n M / M K K * K K * x x 2, x 2, x 3,2 x 3,2 x 4,3 x 4,3 x 5,4 x 5,4 x 6,5 x 6,5 x 7,6 x 7,6 x 8,7 x 8,7 x 9,8 x 9,8 x,9 x,9 x ELL ( > ) n M / M K K * x 2, x 3,2 x 4,3 x 5,4 x 6,5 x 7,55 x 8,6 x 9,65 x,7 x,75 x 2,8 x 3,85 x 4,9 x 5 prof. udisco Giuseppe Pag. 6 di 6

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