08/06/19 ASL Sapienza 0 0
La seconda Legge di Ohm
Margaux Khalil (École Estienne), Julien Bobroff, Frédéric Bouquet (Laboratoire de Physique des solides, Université Paris-Sud and CNRS) opentp.fr/it
Livello : Difficile
1 giorno
L' esperimento consiste nel determinare come cambia la resistenza di un conduttore in funzione della sua lunghezza e della sua sezione.
La Fisica
i conduttori presentano una certa resistenza R al passaggio della corrente l. La Legge di Ohm prevede che:
V=Rl
dove V è la ddp applicata agli estremi del conduttore. La resistenza R può dipendere da vari fattori: la forma del conduttore, il materiale di cui è fatto, le condizioni (temperatura, umidità, etc.) d’ impiego, etc.
In questo esperimento vogliamo studiare come varia la resistenza di un cilindro di materiale conduttore in funzione della sua lunghezza e della sua sezione.
- Arduino
- basetta collegamenti
- Mine di grafite
- Resistenze da 150 Ohm
- Fili di collegamento
Materiali
Step 1
Realizza un circuito in cui poni in serie una resistenza da 150 Ohm con una mina di grafite. Collega l’ estremità libera della mina al pin GND di Arduino e quella della resistenza al pin dei 5 V. In questo modo nel circuito scorre una corrente:
I=V/R=5/150=33 mA
trascurando la resistenza della mina. La resistenza serve a limitare la corrente erogata da Arduino che dev’ essere inferiore a 40 mA. Collega, per mezzo di un coccodrillo, un punto della mina a un dei pin analogici di Arduino. Così potrai misurare la ddp tra il GND e il punto in cui hai collegato il coccodrillo.
Step 2
Il codice da caricare nella memoria di Arduino è molto semplice. Si tratta solo di misurare la tensione presente sul pin analogico.
float V;
void setup() { Serial.begin(9600);}
void loop() {V = analogRead(A0) * 5.0/1024; Serial.print(“”Valore Tensione = “”); Serial.println(V); delay(5000);)”
Questo codice fornisce la misura della tensione ogni 5 s.
Step 3
Sposta il coccodrillo e misura la tensione a distanze diverse (che devi misurare con un righello).
Riporta le misure su un foglio elettronico e fai un grafico della tensione V in funzione della lunghezza della mina l ai capi della quale esegui la misura. Dovresti ottenere qualcosa del genere. Ricorda che
V=Rl
e che l è costante. Quindi misurare V è come misurare R.
Step 4
Puoi realizzare circuiti con resistenze più lunghe montando in serie più mine usando un coccodrillo.
Puoi anche aumentare la sensibilità della misura diminuendo la tensione di riferimento del pin analogico. Per questo può essere utile usare l’ istruzione
analogReference( INTERNAL ) ;
di Arduino (cerca sulla rete la documentazione per capire cosa fa).
Per eseguire le misure in funzione della sezione usa mine per diversi portamine con diametri diversi oppure monta più mine in parallelo.
Qui puoi vedere il grafico della tensione ( o della resistenza) in funzione del numero numero di mine messe in parallelo. Se S è la sezione di una mina, la sezione totale è nS, dove n è il numero di mine.
Quale relazione esiste tra la tensione misurata e le diverse lunghezze della mina di grafite?
Quale relazione esiste tra la tensione misurata e le diverse sezioni della mina di grafite?
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