Verifica sperimentale della
Legge di OHM
Obiettivi
Introduzione
La tensione è la FORZA DI NATURA ELETTRICA che è in grado di determinare lo scorrimento della corrente. Se la forza aumenta, aumenta anche la corrente, se la forza diminuisce, diminuisce anche la corrente.
La resistenza è la FORZA
DI NATURA FISICA presente (ove più, ove meno) in tutti i materiali e che si oppone
allo scorrimento della corrente.
Se questa opposizione aumenta (cioè se aumenta la resistenza), diminuisce la
quantità di corrente che può circolare nel circuito; se questa opposizione
diminuisce (cioè se diminuisce la resistenza), aumenta la corrente.
La corrente è lo scorrere (il fluire) ordinato degli elettroni.
La corrente, la tensione e la resistenza sono direttamente legate tra loro dalla formula della legge di Ohm secondo la quale I = V/R
Procedimento
L'esperimento sarà diviso in due parti.
Nella prima parte si verificherà che la corrente è direttamente proporzionale alla tensione collegando ad una resistenza da 1 KOhm un generatore di tensione continua il cui valore sarà variato per verificare come varia la corrente.
Nella seconda parte si verificherà che la corrente è inversamente proporzionale alla resistenza, collegando ad un generatore di tensione continua con uscita a 10 V, resistenze di diverso valore per verificare come varia la corrente al variare della resistenza.
Parte prima
VERIFICA DELLA PROPORZIONALITA' DIRETTA TRA TENSIONE E CORRENTE
Schema elettrico
Realizzare il circuito secondo lo schema elettrico, saldando su una basetta preforata adatta, una resistenza da 1KOhm e i fili per collegare in serie l'amperometro e per collegarsi poi all' alimentatore. Ricordarsi che la punta del saldatore e tutte le parti da saldare debbono essere pulite.
Misurare
con un tester (usato come ohmetro) il valore della resistenza
Rmis = .....................
Collegare un tester, usato come amperometro, in serie alla resistenza ed un tester usato come voltmetro in parallelo alla resistenza stessa. Ricordarsi di tenere conto della giusta polarità nel collegare gli strumenti e di iniziare la misura dalla partata più grande.
Si effettueranno 5 misure di correnti per 5 differenti valori di tensioni, iniziando con V1=0, cioè con alimentatore spento. Calcolare preventivamente i valori di corrente, tenendo conto del valore misurato della resistenza e dei seguenti valori di tensioni: V1=0 ; V2 = 5V ; V3 = 10V ; V4 = 15V ; V5 = 20V e riportarne i valori nella tabella sottostante. Quindi, cioè:
I1 = V1/R = . . . . . . . . . . ;
I2 = V2/R = . . . . . . . . . . ;
I3 = V3/R = . . . . . . . . . . ;
I4 = V4/R = . . . . . . . . . . ;
I5 = V5/R = . . . . . . . . . . ;
Ricordarsi di segnare sempre l'unità di misura a fianco di ogni valore.
Misurare la corrente e la tensione prima di accendere l'alimentatore (V1=0) e riportare il valore nella tab. 1.
Accendere l'alimentatore e regolarne l'uscita sui seguenti valori: 5V; 10V; 15V; 20V; leggere corrispondentemente la corrente che circola nel circuito e riportare i valori nella tab. 1.
| Tab. 1 | V1 | V2 | V3 | V4 | V5 |
| Tensione di alimentaz. | 0 V | 5 V | 10 V | 15 V | 20 V |
| Corrente calcolata | |||||
| Corrente misurata |
Resistenza costante R= . . . . . . .
Tra i valori calcolati e quelli misurati della corrente ci possono essere piccole differenze. Se le differenze sono notevoli è segno di errore o nei calcoli o nelle misure; eventualmente ricontrollare i calcoli o rifare le misure. Analizzando laTab. 1 si nota che la corrente che circola nel resistore è direttamente proporzionale al valore della tensione.
TEST
Cosa succede alla corrente quando si passa dal valore di V2 al valore di V3 ?
Risposta: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -------- Perchè ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . E quando si passa dal valore di V2 al valore di V4 ?
Risposta: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -------- Perchè ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . E quando si passa dal valore di V5 al valore di V3 ?
Risposta: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -------- Perchè ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Quanto vale la corrente in assenza di tensione ?
Risposta: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -------- Perchè ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rappresentare graficamente i risultati dell'esperimento segnando sull'asse orizzontale di un diagramma cartesiano i valori delle tensioni e sull'asse verticale i corrispondenti valori delle correnti. Congiungendo i punti di intersezione si dovrà ottenere una linea retta, ciò a dimostrazione che laresistenza è un componente con comportamento lineare.
Area per realizzare il grafico di I=f (V)
Parte seconda
VERIFICA DELLA PROPORZIONALITA' INVERSA TRA RESISTENZA E CORRENTE
Schema elettrico
Realizzare
il circuito seguendo le indicazioni del punto 1) usando una resistenza di 100 Ohm e
misurare il valore con l'ohmetro.
Calcolare
il valore della corrente tenendo conto che la tensione di alimentazione è di 10 V e
che il valore di resistenza è quello misurato, e riportarne il valore nella Tab. 2.
. Leggere sull'amperometro il valore della corrente e riportarlo nella tabella 2.
. Ripetere
i punti 8, 9, 10 per ognuno dei seguenti valori di resistenze: 220 OHm, 1 KOhm, 2,2 KOhm,
10 KOhm. Ricordarsi di tenere sempre pulita la punta del saldatore e tutte le parti
da saldare
| Tab. 2 | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 |
| Resistenza | 100 Ohm | 220 Ohm | 1 KOhm | 2,2 KOhm | 10 KOhm |
| Corrente calcolata | |||||
| Corrente misurata |
Tensione costante V= 10 V
Anche in questo caso ci possono essere, per la corrente, lievi differenze tra i valori calcolati e quelli misurati.
Analizzando la Tab. 2 si nota come la corrente che circola nel circuito diminuisce all'aumentare della resistenza e quindi si può affermare che lacorrente è inversamente proporzionale alla resistenza.
TEST
Cosa succede alla corrente quando si passa dal valore di R1 a R2 ?
Risposta: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -------- Perchè ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . E quando si passa dal valore di R1 a R3 ?
Risposta: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -------- Perchè ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . E quando si passa da R3 al valore di R4 ?
Risposta: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -------- Perchè ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cosa succede alla corrente quanto siinserisce la R5 ?
Risposta: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -------- Perchè ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rappresentare graficamente i risultati dell'esperimento, disegnando un diagramma e segnando sull'asse orizzontale i valori delle resistenze e sull'asse verticale i valori della corrente. In questo modo si potrà immediatamente visualizzare cheminore è la resistenza e maggiore è la corrente e viceversa.
Area per realizzare il grafico di I = f( R )
