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Regime variabile → Simulazione: carica e scarica
Pagina in fase di preparazione
Attività 1: carica e scarica del condensatore
Generare un segnale ad onda quadra con le seguenti caratteristiche
indicative:
- f = 10 kHz (a seconda del valore del
condensatore potrebbe essere necessario aumentare o diminuire tale
frequenza)
- VMAX = 1 V
- Vmin = 0 V
Collegare quindi un condensatore con capacità di qualche nF direttamente
all'uscita del generatore di funzioni del Picoscope, senza inserire alcun
resistore. Sullo schermo dovrebbe essere mostrata una forma d'onda simile
alla seguente:
- Quanto valgono la tensione massima e la tensione minima ai capi del condensatore?
- Misurare il tempo necessario affinché la tensione ai capi del
condensatore, partendo da 0 V, raggiunga il suo valore massimo (nota 1)
- Misurare il tempo necessario affinché la tensione ai capi del
condensatore, partendo dal massimo, raggiunga 0 V (nota 1)
- Misurare il tempo necessario affinché la tensione ai capi del
condensatore, partendo da 0 V, raggiunga il 63% del valore massimo
- In base al grafico, quale è il valore il valore di
τ (tau, costante di tempo)
- Il circuito non contiene resistori. Dove si trova la R tipica dei
circuito RL? Qui un
suggerimento
- Raddoppiare il valore di C1 e rifare le misure sopra descritte
- Aggiungere un resistore di circa 1 kΩ in
serie al condensatore e rifare le misure sopra descritte
- Dimezzare il valore di V1 e rifare le misure sopra descritte. Che
dipendenza esiste tra V1 ed il tempo di carica o scarica?
- Simulare il circuito utilizzando i valori reali e verificarne la
coerenza
Attività 2: carica e scarica dell'induttore
Generare un segnale ad onda quadra con le seguenti caratteristiche
indicative:
- f = 10 kHz (a seconda del valore
dell'induttore potrebbe essere necessario aumentare o diminuire tale
frequenza)
- VMAX = 1 V
- Vmin = 0 V
Collegare quindi un induttore con induttanza di circa 1 mH direttamente
all'uscita del generatore di funzioni del Picoscope, senza inserire alcun
resistore. Sullo schermo dovrebbe essere mostrata una forma d'onda simile
alla seguente:
- Quanto valgono la tensione massima e la tensione minima
ai capi dell'induttore?
- Quanto valgono la corrente massima e la corrente minima
nell'induttore? Suggerimento: utilizzare le leggi di
Kirchhoff
- Misurare il tempo necessario affinché la tensione ai capi dell'induttore, partendo dal
minimo, raggiunga il valore di 0 V (nota 1)?
- Misurare il tempo necessario affinché la tensione ai capi
dell'induttore, partendo dal massimo, raggiunga 0 A (nota 1)
- Misurare il tempo necessario affinché la tensione ai capi
dell'induttore, partendo da 0 V, raggiunga il 63% del valore massimo
- Confrontare i valori trovati ai punti precedenti con il valore di
τ = L / R (tau, costante di tempo)
- Raddoppiare il valore di V1 e rifare le misure sopra descritte. Che
dipendenza esiste tra V1 ed il tempo di carica o scarica?
Attività 3
[avanzata] Inserire ai capi del generatore di funzioni un induttore di
elevato valore, almeno 10 mH. Il segnale mostrato è piuttosto diverso da
quello atteso:
Questo comportamento è causato dal fatto che un induttore reale è
piuttosto diverso da quello teorico. In particolare, per motivi costruttivi,
è sempre presente una resistenza parassita, non voluta, in serie
all'induttore "teorico". Il suo valore dipende dalla qualità dell'induttore
ed è dell'ordine di qualche centinaio di ohm. La sua resistenza può, con
qualche approssimazione, essere misurata con un multimetro.
Simulare il seguente circuito in cui è stato inserito in serie
all'induttore "teorico" un resistore il cui valore è stato misurato con un
multimetro: il rettangolo grigio deve essere considerato un unico
componente, modello dell'induttore reale:
Data di creazione di questa pagina: ottobre 2023
Ultima modifica: 19 ottobre 2023
