REALIZZAZIONE E STUDIO DI UN OSCILLATORE A DENTI DI SEGA



Documenti analoghi
Realizzazione e studio di un oscillatore a denti di sega

DETERMINAZIONE DELLA COSTANTE BALISTICA DI UN GALVANOMETRO E MISURA DI CAPACITA INCOGNITE

Basetta per misure su amplificatori

1. Scopo dell esperienza.

Ventilazione del locale di carica carrelli elevatori

CASO D USO: MICRORACCOLTA. 21 aprile

Capitolo 3. L applicazione Java Diagrammi ER. 3.1 La finestra iniziale, il menu e la barra pulsanti

Slide Cerbara parte1 5. Le distribuzioni teoriche

ENERGIA. Energia e Lavoro Potenza Energia cinetica Energia potenziale Principio di conservazione dell energia meccanica

Usando il pendolo reversibile di Kater

Esame di Stato Tema di Matematica

USO DI EXCEL CLASSE PRIMAI

Esercitazione N. 1 Misurazione di resistenza con metodo volt-amperometrico

Guida all uso di Java Diagrammi ER

Paghe Scaglioni. Fascia di reddito. Fascia di reddito

Il concetto di valore medio in generale

La f(x) dovrà rimanere all interno di questo intorno quando la x è all interno di un intorno di x 0, cioè I(x 0 ), cioè:

u 1 u k che rappresenta formalmente la somma degli infiniti numeri (14.1), ordinati al crescere del loro indice. I numeri u k

LA CORRENTE ELETTRICA Prof. Erasmo Modica

Esperimentatori: Durata dell esperimento: Data di effettuazione: Materiale a disposizione:

GRANDEZZE ALTERNATE SINUSOIDALI

La misura degli angoli

IGiochidiArchimede-SoluzioniBiennio 22 novembre 2006

GUIDA AL PRONTUARIO MOBILE

La propagazione delle onde luminose può essere studiata per mezzo delle equazioni di Maxwell. Tuttavia, nella maggior parte dei casi è possibile

COME predisporre l'oscilloscopio

E naturale chiedersi alcune cose sulla media campionaria x n

L'ENTROPIA. Lezioni d'autore

La somma. Esempio: Il prodotto. Esempio:

4 3 4 = 4 x x x 10 0 aaa

Esperienza n. 7 Partitore di tensione in cc: dipendenza del

RICHIAMI DI MISURE ELETTRICHE

Operatori logici e porte logiche

oscilloscopio introduzione

QUANTIZZAZIONE diverse fasi del processo di conversione da analogico a digitale quantizzazione

Esercizi di Macroeconomia per il corso di Economia Politica

Le verifiche negli impianti elettrici: tra teoria e pratica. Guida all esecuzione delle verifiche negli impianti elettrici utilizzatori a Norme CEI

LE FUNZIONI A DUE VARIABILI

~ Copyright Ripetizionando - All rights reserved ~ STUDIO DI FUNZIONE

OSCILLATORI AL QUARZO: CONTASECONDI

FUNZIONI ELEMENTARI - ESERCIZI SVOLTI

SPC e distribuzione normale con Access

Manuale di istruzioni sulle maschere per il calcolo del punteggio e del voto (unico) degli studenti che sostengono la Prova nazionale 2011

Visione d insieme DOMANDE E RISPOSTE SULL UNITÀ

PULSANTI E PAGINE Sommario PULSANTI E PAGINE...1

a b c Figura 1 Generatori ideali di tensione

Lezione 5. Argomenti. Premessa Vincolo di bilancio La scelta ottima del consumatore

LA GRAFICA E LA GEOMETRIA OPERATIVA

LA CORRENTE ELETTRICA CONTINUA

Esercizi e considerazioni pratiche sulla legge di ohm e la potenza

lo PERSONALIZZARE LA FINESTRA DI WORD 2000

Sensori a effetto Hall bipolari con ritenuta stabilizzati e non stabilizzati con circuito chopper

Università degli studi di Messina facoltà di Scienze mm ff nn. Progetto Lauree Scientifiche (FISICA) Prisma ottico

CONDUTTORI, CAPACITA' E DIELETTRICI

Il controllo della visualizzazione

TERMOSTATO SETTIMANALE PROGRAMMABILE

Regole della mano destra.

INDICE mywellness key mywellness key mywellness key mywellness key mywellness key

Complementi di Termologia. I parte

Analisi e diagramma di Pareto

5. Coppie differenziali di transistori bipolari

Automazione Industriale (scheduling+mms) scheduling+mms.

Guida alla registrazione on-line di un NovaSun Log

CORRENTE E TENSIONE ELETTRICA LA CORRENTE ELETTRICA

Un gioco con tre dadi

Linee Guida all uso dell ESLC Testing Tool per gli studenti (IT)

Analisi di bilancio: un modello con grafici

Gas perfetti e sue variabili

Interesse, sconto, ratei e risconti

IL PROBLEMA DELLE SCORTE

PROCEDURA INVENTARIO DI MAGAZZINO di FINE ESERCIZIO (dalla versione 3.2.0)

Funzioni. Parte prima. Daniele Serra

GUIDA RAPIDA PER LA COMPILAZIONE DELLA SCHEDA CCNL GUIDA RAPIDA PER LA COMPILAZIONE DELLA SCHEDA CCNL

Esercitazione relativa al capitolo 14 I MONOPOLI E LA CONCORRENZA IMPERFETTA

Collegamento a terra degli impianti elettrici

V= R*I. LEGGE DI OHM Dopo aver illustrato le principali grandezze elettriche è necessario analizzare i legami che vi sono tra di loro.

Anno 3. Funzioni: dominio, codominio e campo di esistenza

VERIFICA DELLA LEGGE DI MALUS E MISURA DELLA CONCENTRAZIONE DI UNA SOLUZIONE CON DUE POLAROIDI

M049 - ESAME DI STATO DI ISTITUTO PROFESSIONALE. Indirizzo: TECNICO DELLE INDUSTRIE ELETTRONICHE CORSO DI ORDINAMENTO

MAPPE DI KARNAUGH. Nei capitoli precedenti si è visto che è possibile associare un circuito elettronico o elettrico ad una funzione logica.

SENSORI E TRASDUTTORI

STUDIO DEL SEGNO DI UNA FUNZIONE

8 Elementi di Statistica

Come visto precedentemente l equazione integro differenziale rappresentativa dell equilibrio elettrico di un circuito RLC è la seguente: 1 = (1)

REGISTRO DELLE IMPRESE

I NUMERI DECIMALI. che cosa sono, come si rappresentano

GUIDA ALLE ESERCITAZIONI DI ELETTRONICA DI BASE

Corso integrato di informatica, statistica e analisi dei dati sperimentali Altri esercizi_esercitazione V

EasyPrint v4.15. Gadget e calendari. Manuale Utente

10. Funzionamento dell inverter

Indice. 1 Introduzione alle Equazioni Differenziali Esempio introduttivo Nomenclatura e Teoremi di Esistenza ed Unicità...

Probabilità condizionata: p(a/b) che avvenga A, una volta accaduto B. Evento prodotto: Evento in cui si verifica sia A che B ; p(a&b) = p(a) x p(b/a)

1 Serie di Taylor di una funzione

Istruzioni originali Accessorio Orion per un allineamento semplificato Orion Laser

CONTROLLO IN TENSIONE DI LED

LINEE AEREE PARALLELE

Introduzione 2. Serie P20 4. Serie P28 6. Serie P35 8. Serie P Serie P Serie P Serie P Serie P85 18.

Transitori del primo ordine

Capitolo 13: L offerta dell impresa e il surplus del produttore

Transcript:

REALIZZAZIONE E STUDIO DI UN OSCILLATORE A DENTI DI SEGA ATTENZIONE: PERICOLO! In questa esperienza si impiegano alte tensioni. E fatto obbligo di fare controllare i collegamenti al tecnico prima di accendere. Dicesi tensione a denti di sega (Fig. 1) una tensione alternata che, con periodo T, varia linearmente con il tempo da zero a un massimo max, per poi tornare bruscamente a zero. max T t Fig. 1 Per ottenerla si usa un circuito, detto oscillatore a denti di sega, che è basato sulla carica relativamente lenta di un condensatore attraverso una resistenza, seguita dalla scarica molto più rapida dello stesso condensatore attraverso una valvola a gas. Questa scheda è disponibile sul sito www.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 1 di 8

Lo schema di principio di tale circuito è riportato in Fig. 2. R 0 C G Fig. 2 In assenza della valvola a gas G la tensione C ai capi di C aumenterebbe fino a raggiungere la tensione dell alimentatore secondo la ben nota relazione C = 1 e t RC (1) (vedi Fig. 3, curva C ). La presenza di G in parallelo a C modifica però il comportamento del circuito: quando infatti il condensatore raggiunge la tensione I di innesco della scarica nel gas, la valvola G diventa conduttrice e poiché la sua resistenza è trascurabile rispetto a R, la fase di carica si interrompe temporaneamente e il condensatore si scarica attraverso G in un tempo brevissimo. Tale scarica continua fino Questa scheda è disponibile sul sito www.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 2 di 8

a che C scende dal valore di innesco I al valore per cui il gas cessa di essere conduttore (tensione di disinnesco D ); allora G non lascia più passare corrente e il condensatore riprende a caricarsi con la costante di tempo RC; quando la tensione ai suoi capi raggiunge nuovamente il valore I la valvola a gas conduce di nuovo, C si scarica nuovamente attraverso G ed il processo si ripete. Scegliendo R, C e la tensione in maniera tale che le scariche (tratti verticali in Fig. 3) avvengano durante la parte iniziale delle fasi di carica del condensatore, quando la curva esponenziale C è quasi rettilinea, si ottiene la voluta tensione a denti di sega. C I D 0 t Fig. 3 olendo ora calcolare il periodo T dell oscillazione, si osservi che esso si può confondere con il tempo di carica giacché il tempo di scarica risulta trascurabile nei confronti del primo. Basta allora determinare quei valori di t che soddisfano la (1) Questa scheda è disponibile sul sito www.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 3 di 8

per C pari a I e D e farne la differenza. Risolvendo la (1) rispetto a t avremo: Pertanto risulta: t = RC ln (2) C e quindi: t I = RC ln ; I t D = RC ln D T = t I t D = RC ln D I (3) Dall espressione (3) si vede che il periodo dipende da R, C e dalla tensione di alimentazione O, oltre che dalle tensioni di innesco e disinnesco I e D della valvola a gas utilizzata. Il circuito realizzato per l esperienza è illustrato in Fig. 4. 0 R - R - I I I G O + + C 1 C Fig. 4 2 C 3 L area in grigio rappresenta l alimentatore che fornisce la tensione. Il reostato R è quello sul suo pannello frontale. Questa scheda è disponibile sul sito www.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 4 di 8

Il voltmetro consente di misurare con una precisione migliore di quella dell indicatore presente sul pannello dell alimentatore. Gli interruttori I consentono di inserire o escludere ciascuno dei 3 condensatori. In tal modo, essendo i 3 condensatori disposti in parallelo, si possono ottenere vari valori di capacità. Ne conseguono, a parità di resistenza R, vari possibili valori per la costante di tempo RC. Aprendo tutti e 3 gli interruttori nessun condensatore è collegato. Un oscilloscopio a raggi catodici O va collegato al circuito come indicato in figura in modo che al suo ingresso sia presente la stessa tensione (variabile nel tempo!) che c è ai capi della valvola G. Inoltre, è in dotazione all esperienza un cronometro. Modo di operare 1. Realizzare il circuito schematizzato in Fig. 4. 2. Inserire uno dei condensatori, per esempio quello di capacità più piccola (RC risultante più breve). 3. Accendere il generatore e far crescere la tensione fin quando la valvola a gas comincia a lampeggiare. Aumentare ancora ben oltre tale valore. La lampada emette un lampo ogni volta che avviene la scarica (tratti quasi verticali in Fig. 3). Pertanto la durata di ciascun lampo è praticamente brevissima, mentre l intervallo tra un lampo e il successivo è praticamente pari al periodo T. Questa scheda è disponibile sul sito www.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 5 di 8

4. Provando a questo punto a inserire varie combinazioni di condensatori in parallelo sarà evidente che per capacità relativamente grandi i lampi sono relativamente rari, tanto da poter essere facilmente distinti a occhio nudo, mentre con il solo condensatore di capacità più piccola essi sono ben più frequenti, al limite dando quasi l illusione che la valvola sia sempre accesa (questo accade se il periodo è dell ordine di o inferiore a 1/10 di secondo, che è il tempo di permanenza delle immagini sulla retina). 5. Mantenere inserito, per il momento, solo il condensatore con capacità minore (lampi più frequenti). 6. Osservare il grafico della tensione all oscilloscopio. A tal fine, occorre regolare opportunamente le scale dell apparecchio affinché sia completamente contenuto nello schermo il grafico di almeno uno o due periodi completi. Apposite manopole e selettori regolano a quanti milli- (o micro-) secondi corrisponde una divisione sull asse orizzontale (quadratini della griglia disegnata sullo schermo) e a quanti volt corrisponde una divisione sull asse verticale. Inoltre affinché nello schermo siano contenuti periodi completi può essere necessario agire un po anche sul valore di (il periodo dipende da come è evidente dalla (3)! ) Come linea guida generale, si ricordi che sarebbe bene che fosse il più grande possibile in modo che qualunque sia I (che si determinerà più avanti), l oscillazione a denti di sega abbia luogo in corrispondenza della parte iniziale della curva esponenziale di carica ( C in Fig. 3). Nel grafico visibile sullo schermo la distanza orizzontale tra due punti omologhi della figura rappresenta il periodo T, mentre l altezza di ciascun dente rappresenta la differenza di tensioni I - D. Questa scheda è disponibile sul sito www.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 6 di 8

7. Determinare ora fenomenologicamente la tensione di innesco I. A tale scopo, ridurre lentamente fino a quando la valvola smette di lampeggiare e la figura a denti di sega non si osserva più sullo schermo. Il valore di attorno al quale basta una piccola variazione di tensione per far apparire o scomparire il fenomeno rappresenta proprio la tensione di innesco I. 8. Dal valore di I così individuato e da quello della differenza I - D letta sull oscilloscopio, nonché noti o misurati R e C (capacità del condensatore attualmente inserito), dedurre il valore teorico del periodo T dalla (3) e confrontarlo con quello osservato direttamente sull oscilloscopio. 9. Inserire ora tutti i condensatori in parallelo, realizzando così la capacità equivalente massima. Poiché il periodo è ora significativamente più lungo, la figura a denti di sega è visualizzabile all oscilloscopio con una certa difficoltà, ma l intervallo I - D dovrebbe ancora essere misurabile. Inoltre, come si può verificare mediante la procedura descritta in 7., I è lo stesso di prima, essendo una caratteristica della valvola che non dipende dagli altri elementi del circuito. Adesso però il periodo si può dedurre più comodamente adoperando il cronometro per misurare l intervallo di tempo tra due lampi successivi. In pratica, una tale misura diretta sarebbe pesantemente affetta dall errore dovuto ai tempi di reazione umani che sono dello stesso ordine di grandezza del tempo da misurare, perciò conviene contare il tempo necessario per n lampi, con n dell ordine almeno di qualche decina, e dividere il tempo registrato per n. Questa scheda è disponibile sul sito www.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 7 di 8

10. Confrontare anche in questo caso il periodo teorico, che si ottiene adoperando nella (3) i valori di I, R, D attualmente determinato e la capacità C equivalente attualmente inserita, con il valore dedotto dal cronometraggio dei lampi. 11. Inserendo combinazioni intermedie di capacità si otterranno condizioni in cui sarà di volta in volta più comodo leggere il valore del periodo T sulla scala orizzontale dell oscilloscopio oppure contando i lampi. Per ogni capacità inserita confrontare il periodo misurato sperimentalmente con quello predetto dalla (3) adoperando in questa formula I e R, che non cambiano, e di volta in volta gli appropriati valori di D e della capacità equivalente C. Questa scheda è disponibile sul sito www.ct.infn.it/~costa/lab2 pag. 8 di 8