Misure di resistenze

GUIDA PER LE ESPERIENZE DI LABORATORIO IV
Misure di resistenze
1
Metodo volt-amperometrico
+
+
V
Rx
Vm
RV
E
+
A
Rm =
RA
Im
-
Rm
m
1− R
RV
Vm
Im
= Rx //RV ⇒ Rx =
Vm
Im
= Rx + RA ⇒ Rx = Rm − RA
-
(a)
+
Rx
+
V
E
Vm
+
A
Im
-
RV
RA
-
Rm =
(b)
Utilizzete il voltmetro e l’amperometro a bobina mobile; prestate attenzione, nei collegamenti, alla polarità
delle connessioni. Eseguite prima i collegamenti della maglia di sinistra, che rimarrà 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 è minore quando lo
strumento è utilizzato in prossimità 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 R m . 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
B
R1
RE
R2
A
C
G
RG
E
Rx
R3
D
IG = 0 ⇒ R x = R 1
R3
R2
(1)
Il metodo è basato sul confronto con le tre resistenze campione R 1,2,3 . Misurate R1 ed R2 col multimetro
digitale.
Il galvanometro è uno strumento delicato, che può sopportare solo piccole correnti. Bisogna dunque
assegnare ad R3 un valore prossimo a quello che ’bilancia’ il ponte. Calcolate tale valore utilizzando i
valori già misurati di R1 , R2 ed Rx :
Rx
R3 = R 2
(2)
R1
Impostato questo valore con le manopole, verificatelo misurando R 3 col multimetro, mettete il galvanometro 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 R 3 ; si tratta di un’operazione
preliminare per la ricerca grossolana dello zero, perchè, col galvanometro sulla scala dei mA la sensibilità
è 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 sensibilità. Trovato il valore di R 3 che
azzera la corrente nel galvanometro, dalla (1) potrete calcolare la resistenza incognita.
Infine, scegliete un intervallo sufficientemente ampio di valori di R 3 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, I G sarà letto in unità arbitrarie (a.u.), cioè in
divisioni della scala del galvanomtro.
Ottenute queste misure, potrete adattare l’espressione generale di I G (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’è la misura più precisa ?; vi aspettavate che lo
fosse ?.
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