GUIDA PER LE ESPERIENZE DI LABORATORIO IV
Misure di resistenze
1 Metodo volt-amperometrico
- E
+
Rx
+
- A
RA
+
- V
RV
Vm
Rm = VImm = Rx//RV ⇒ Rx = Rm
1 −RRmV (a)
Im
- E
+
Rx
+
- A
RA
+
- V
RV
Vm
Rm = VImm = Rx+ RA⇒ Rx = Rm−RA (b)
Im
Utilizzete il voltmetro e l’amperometro a bobina mobile; prestate attenzione, nei collegamenti, alla polarit`a delle connessioni. Eseguite prima i collegamenti della maglia di sinistra, che rimarr`a invariata nelle due configurazioni, poi connettete il voltmetro. Per passare dalla prima alla seconda configurazione dovrete solo spostare uno dei connettori collegati al voltmetro.
Questi strumenti hanno due fondoscala diversi; tenete presente che l’errore relativo `e minore quando lo strumento `e utilizzato in prossimit`a del fondoscala.
Per ognuna delle due configurazioni in figura, eseguite almeno 5 misure della resistenza incognita per ciascuno dei fondoscala e decidete come combinare queste misure per ricavare i due valori di Rm. Corregete questi due valori come indicato nelle formule e confrontate i risultati.
Misurate le resistenze interne degli strumenti col multimetro digitale.
1
2 Metodo del ponte di Weathstone
E RE
B
A
D
C R2
R3 Rx
R1
RG
G
IG = 0 ⇒ Rx = R1R3
R2 (1)
Il metodo `e basato sul confronto con le tre resistenze campione R1,2,3. Misurate R1 ed R2 col multimetro digitale.
Il galvanometro `e uno strumento delicato, che pu`o sopportare solo piccole correnti. Bisogna dunque assegnare ad R3 un valore prossimo a quello che ’bilancia’ il ponte. Calcolate tale valore utilizzando i valori gi`a misurati di R1, R2 ed Rx:
R3 = R2
Rx
R1 (2)
Impostato questo valore con le manopole, verificatelo misurando R3 col multimetro, mettete il gal- vanometro sul fondoscala dei mA ed il generatore a zero. Eseguite le connessioni ed aumentate lentamete e di poco la tensione fornita dal generatore, fino a vedere qualche spostamento dell’ago del galvanometro.
A questo punto, cercate lo zero della corrente nel galvanometro variando R3; si tratta di un’operazione preliminare per la ricerca grossolana dello zero, perch`e, col galvanometro sulla scala dei mA la sensibilit`a
`e scarsa.
Trovata questa prima posizione dello zero, mettete il galvanometro sul fondoscala dei µA e rieseguite la ricerca dello zero, eventualmente aumentando, con cautela, la tensione fornita dal generatore per aumentare l’escursione dell’ago del galvanometro e quindi la sua sensibilit`a. Trovato il valore di R3 che azzera la corrente nel galvanometro, dalla (1) potrete calcolare la resistenza incognita.
Infine, scegliete un intervallo sufficientemente ampio di valori di R3 e variando per passi R3 in questo intervallo potrete misurare IG in funzione di R3, avendo cura di avere all’incirca lo stesso numero di punti a destra e a sinistra dello zero. Come discusso a lezione, IG sar`a letto in unit`a arbitrarie (a.u.), cio`e in divisioni della scala del galvanomtro.
Ottenute queste misure, potrete adattare l’espressione generale di IG(R3) calcolata a lezione (formula (4) delle note) ai dati, con due parametri liberi: R3 ed E .
3 Confronto dei risultati
In definitiva avrete quattro misure della resitenza incognita: due ottenute col metodo volt-amperometrico, una con l’azzeramento diretto di IG, una dall’adattamento alle misure di IG(R3). Confrontatele tra di loro. Confrontate anche le precisioni delle misure; qual’`e la misura pi`u precisa ?; vi aspettavate che lo fosse ?.
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