Misura di una resistenza incognita con il metodo di confronto

Materie:	Appunti
Categoria:	Elettronica
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Data:	25.10.2001
Numero di pagine:	4
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SCHEMA ELETTRICO DI PRINCIPIO
SCHEMA TOPOGRAFICO DI MONTAGGIO
I.T.I.S. VITTORIO EMANUELE III
PALERMO
Laboratorio di elettrotecnica
Classe 3A A/elettrotecnica
ESPERIENZA N.°4: misura di una resistenza con il metodo di confronto delle c.d.t.

DATA DELL’ESPERIENZA: 11/01/2001
DATA DI CONSEGNA: 25/01/2001
ALUNNO: La Parola Luca Alunno n.°14
______________________
Obiettivo: misura di una resistenza incognita con il metodo di confronto delle c.d.t. con una resistenza campione
Strumenti da utilizzare:
1. Chiave d’inversione tipo Cl/2 n.°EG40 Samar Milano
2. Resistenza incognita Rx=22Ω P=18W
3. Resistenza campione in manganina SEB MILANO Rc=10Ω n.°A17765
4. Millivoltmetro SAMAR MILANO-ITALIA mod. CV5 classe di precisione:0.5 numero di divisioni:60
5. Reostato a cursore Ro=200Ω
6. Voltmetro SAMAR MILANO-ITALIA mod. CV5 classe di precisione:0.5 numero di divisioni:50
Criterio di scelta delle apparecchiature: per procedere alla scelta delle apparecchiature di misura occorre conoscere a priori l’ordine di grandezza della resistenza incognita e la rispettiva portata in ampere. Occorre far circolare una corrente I che non riscaldi la resistenza R in esame e pertanto il generatore deve essere in grado di erogare tale corrente, scelta tra 1/5 : 1/10 di quella nominale relativa a Rx. Il reostato Ro viene utilizzato per fissare il valore di corrente stabilito. La portata del voltmetro deve essere sufficiente a misurare la caduta di tensione R*I e l’amperometro deve avere una portata in grado di misurare la corrente I=E/ (Ro+Rx+Rc).
Montaggio del circuito: attraverso i cavi di collegamento, collegare: il morsetto positivo del generatore al morsetto positivo dell’amperometro, il morsetto d’uscita dell’amperometro ad uno dei morsetti della resistenza campione, il rimanente morsetto della resistenza campione ad uno dei morsetti della resistenza incognita, il rimanente morsetto della resistenza incognita al morsetto del cursore del reostato, il morsetto d’uscita del reostato al morsetto negativo del generatore. Successivamente attraverso una chiave d’inversione collegare il voltmetro alle due resistenze.

Relazione: lo scopo di quest’esperienza è quella di misurare un resistenza incognita, di cui si conosce l’ordine di grandezza, con il metodo del confronto delle c.d.t. con una resistenza campione. Quest’ultima resistenza è stata realizzata con particolari accorgimenti tecnici: i morsetti amperometrici hanno delle dimensioni superiori rispetto i morsetti voltmetrici per migliorare il serragio e diminuire la resistenza; i morsetti voltmetrici sono di piccole dimensioni in quanto la loro resistenza è trascurabile. Inoltre la resistenza campione è realizzata in modo da poter essere immersa anche in olio per agevolare il passaggio della corrente. Il materiale utilizzato per costruirla è la manganina e il suo valore è di 10Ω.
La formula matematica che permette di calcolare la resistenza incognita Rx è la seguente: Vx/Vc=(Rx*I)/(Rc*I). Da questa, sapendo che la corrente I che attraversa le due resistenze è uguale, si ricava che: Rx=Rc*(Vx/Vc).
Dalla formula matematica precedentemente indicata è evidente che per calcolare il valore della resistenza Rx è necessario conoscere non solo la resistenza Rc, ma anche le due c.d.t., per questo motivo si fa uso di un voltmetro e di una chiave d’inversione. La chiave d’inversione è un particolare strumento, che in questo specifico caso, consente l’utilizzo di un solo voltmetro per misurare alternativamente le c.d.t. ai capi delle due resistenze spostando una particolare leva che a seconda della sua posizione collega in parallelo il voltmetro ad una delle due resistenze.
La prova si esegue prefissando i valori di I e rilevando volta per volta le c.d.t. ai capi di entrambi le resistenze.
Per effettuare più di una prova è necessario quindi realizzare una corrente variabile ed è per questo che si fa uso di una resistenza (reostato) il cui valore cambia a seconda della posizione di un particolare cursore.
Tabella:

Rx
Rc

Rx
Rc

N.° prova
ΔV
ΔV
KV [V/div]
V [V]
V [V]
ΔA
KA [A/div]
I [A]
Rc [Ω]
Rx [Ω]
1
50
23
0.05
2.5
1.15
55
0.002
0.11
10
21.7
2
45
20.5
0.05
2.25
1.025
52
0.002
0.10
10
21.9
3
40
18.5
0.05
2
0.925
46
0.002
0.09
10
21.6
K= p.f.s./d.f.s. ← costante strumentale
p.f.s.=120 mA ← portata di fondo scala del milliamperometro
d.f.s.=60 ← divisioni di fondo scala del milliamperometro
KA=0.12/60=0.002 A/div. ← costante amperometrica
p.f.s.=2.5 V ← portata di fondo scala del voltmetro
d.f.s.=50 ← divisioni di fondo scala del voltmetro
KV=2.5/50=0.05 V/div. ← costante voltmetrica
Conclusioni: dopo aver calcolato il valore della resistenza incognita Rx con la formula matematica Rx=Rc*(Vx/Vc) si può notare che la prova ha avuto un buon esito in quanto il valore ottenuto sperimentalmente coincide con quello presente nella targhetta che riporta i dati tecnici e che è fissato su di essa. Il margine d’errore presente è dovuto all’errore strumentale e alla validità dell’operatore.