LABORATORIO DI FISICA 2

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1 LABOATOIO DI FISIA Misure diretta di resistenze e capacità con un multimetro digitale. DESIZIONE DEGLI STUMENTI DI MISUA: In Fig. è mostrato lo schema del pannello frontale della cassetta utilizzata in laboratorio per alcune esperienze. Nella cassetta troviamo assemblati i seguenti elementi: ) Milliamperometro (IE 840, corrente di fondo scala I f.s. = 50 ma, classe.5). Viene inserito nei circuiti tramite le boccole B e B. ) Multimetro digitale (serie 0): utilizzato, nelle esperienze da realizzare, per la misura diretta di differenze di potenziale, resistenze e capacità. Il multimetro viene inserito nei circuiti tramite la seconda e terza boccola poste nella parte bassa dello strumento e selezionando con la manopola centrale la funzione: V differenza di potenziale, resistenza e capacità. La lettura del valore della grandezza è digitale con 4 cifre. La precisione con cui vengono determinati i valori delle diverse grandezze sono rispettivamente: B B HOLD MIN MAX ANGE Hz V OFF A OM V V A Hz Hz V A Hz AHz 0 0 B m A f.s. B B B5 B7 B9 B B B5 4 L B4 B6 B8 B0 B B4 B6 0 A FUSED AT III 600 V B7 D B8 B9 B B B B6 B7 B8 B9 J B0 B4 B5 B0 J 5 6 Figura : Schema del pannello frontale della cassetta utilizzata in laboratorio.

2 differenze di potenziale V = ± V, resistenze = ± 0.9 0, () capacità = ±.9 0. ) esistori:,,, 4. 4) ondensatori:. 5) Induttanza: L. 6) Diodo: D. 7) eostati (Helipot): 5 e 6. Il valore della resistenza di ciascun reostato può essere variato tramite la rotazione del cursore, collegato rispettivamente alle boccole B e B 7. I valori della resistenza variano da 0 al valore massimo di 500 in 0 giri di 50 divisioni ciascuno ( /divisione). La linearità della scala è data allo 0.5%. 8) Pila: Viene inserita nel circuito tramite le boccole B 4 (+) e B 5 (-). Premendo il tasto posto al disotto delle boccole si inserisce la pila nel circuito. 9) onnettori: J e J. Servono per la realizzazione di circuiti che richiedono l oscilloscopio. VALUTAZIONE DEGLI EOI DI MISUA SULLE ESISTENZE E SULLE APAITÀ () : esistenze ) L errore sul valore della resistenza misurata si calcola tramite l Eq(). ) L errore relativo è /. ) L errore percentuale è l errore relativo moltiplicato per 00. 4) Errore da attribuire al valore calcolato della resistenza equivalente della serie: = + : () utilizzando l espressione della propagazione degli errori in misure indirette e conoscendo gli errori (indipendenti) sulle singole resistenze e, si ottiene: = = + + () 5) Errore da attribuire al valore calcolato della resistenza equivalente del parallelo: + = + = : (4) conoscendo l errore sulle singole resistenze, e, si ottiene: Le formule di propagazione degli errori in misure indirette utilizzate in seguito, sono date senza dimostrazione. Nel sito si trovano le dispense "Elementi di teoria degli errori di misura per il Laboratorio dei orsi di Fisica in cui le formule vengono dedotte (paragrafo 5).

3 + = + = (5) apacità ) Per la valutazione degli errori sulle misure delle singole capacità,, si procede come per le resistenze ancora utilizzando ancora la (). ) L errore da attribuire alla capacità equivalente della serie, : = + = + (6) è ovviamente: = + (7) ) L errore da attribuire al valore calcolato della capacità equivalente del parallelo, = + (8) è ovviamente: = + (9)

4 EALIZZAZIONE DELL ESPEIENZA: Misura di resistenze ) Si predispone il multimetro per misure di resistenze. Inserire i puntali del multimetro nelle boccole di ciascuna resistenza (es. le boccole B eb per, B eb per, 4, ) Misurare il valore della resistenza dei resistori, e 4 e valutare gli errori di misura tramite la (). ) alcolare il valore della resistenza elettrica equivalente del sistema (Eq.()) di resistori e in serie e valutare l errore su questa quantità (Eq.()). ) Misurare con il multimetro il valore della resistenza elettrica equivalente del sistema di resistori e in serie e valutare l errore di misura con l Eq() 4) onfrontare fra di loro i risultati del punto ) e del punto ). 5) alcolare il valore della resistenza elettrica equivalente del sistema di resistori e in parallelo (Eq. (4)) e valutare l errore su questa quantità (Eq.(5)). 6) Misurare con il multimetro il valore della resistenza elettrica equivalente del sistema di resistori e in parallelo e valutare l errore di misura tramite l Eq(). 7) onfrontare fra di loro i risultati del punto 5) e del punto 6). Misura di capacità ) Si predispone il multimetro per misure di capacità. Inserire i puntali del multimetro nelle boccole di ciascuna capacità (es. le boccole B 9 e B 0 per, B eb per, ). Misurare il valore della capacità dei condensatori, e e valutare gli errori di misura tramite l Eq(). ) alcolare il valore della capacità equivalente del sistema (Eq.(6)) di condensatori e in serie e valutare l errore su questa quantità (Eq. (7)). ) Misurare con il multimetro il valore della capacità equivalente del sistema di condensatori, in serie e valutare l errore di misura con l Eq() 4) onfrontare fra di loro i risultati del punto ) e del punto ). 5) alcolare il valore della capacità equivalente del sistema di condensatori, in parallelo (Eq.(8)) e valutare l errore su questa quantità (Eq.(9)). 6) Misurare con il multimetro il valore della capacità equivalente del sistema di condensatori, in parallelo e valutare l errore di misura tramite l Eq(). 7) onfrontare fra di loro i risultati del punto 5) e del punto 6). Si ricordi che le relazioni vanno consegnate all assistente di laboratorio tassativamente entro il turno di laboratorio successivo. 4

5 Data dell'esperienza: assetta n. Gruppo: ognome e Nome: Matricola: ognome e Nome: Matricola: ognome e Nome: Matricola: Assistente: MISUA DIETTA DI ESISTENZE E APAITA ON IL MULITMETO DIGITALE. Misura di resistenze ) isultati della misura delle resistenze, e : = ± errore percentuale: = ± errore percentuale: = ± errore percentuale: ) Misura della resistenza equivalente eq della serie (, ): a) valore calcolato della resistenza eq tramite le formule (), (): eq = eq = eq = ± errore percentuale: b) risultato della misura diretta di eq : eq = ± errore percentuale: ) Misura della resistenza equivalente eq del parallelo (, ): a) valore calcolato della resistenza eq tramite le formule (4), (5): eq = eq = eq = ± errore percentuale: b) risultato della misura diretta di eq : eq = ± errore percentuale: 5

6 Misura di capacità ) isultati delle misure delle capacità, e : = ± errore percentuale: = ± errore percentuale: = ± errore percentuale: ) Misura della capacità equivalente eq della serie (, ): a) valore calcolato della capacità eq tramite le formule (6), (7): eq = eq = eq = ± errore percentuale: b) risultato della misura diretta di eq : eq = ± errore percentuale: ) Misura della capacità equivalente eq del parallelo (, ): a) valore calcolato della capacità eq tramite le formule (8), (9): eq = eq = eq = ± errore percentuale: b) risultato della misura diretta di eq : eq = ± errore percentuale: 6