LABORATORIO B

Note:
• I valori di R A e di R V sono da considerarsi con incertezza trascurabile.
• Per le misure eseguite con il multimetro digitale assumere un’incertezza pari a 5 digit/12.
• Trascurare l’errore di inserzione per le misure con l’oscilloscopio.
La basetta in dotazione ed il circuito corrispondente si presentano così:
R è una resistenza variabile (potenziometro)
L (componente celeste) è un'induttanza
C è un condensatore
Relazione:
1.1 Considerate la risposta di un circuito RLC serie ad un segnale sinusoidale di ampiezza f e pulsazione
. Determinate la dipendenza dell’ampiezza della differenza di potenziale ai capi del condensatore
(V c ) in funzione di in situazione di regime. Rappresentate qualitativamente su un grafico (non c’è
bisogno di usare la carta millimetrata) tale andamento.
1.2 Quanto vale se V c è pari a f/2 e R = 0
1) Preparazione dell’esperienza
Il generatore di f.e.m. va posto tra l'ingresso della serie (In, cavetto rosso) e la massa (Gnd, cavetto nero).
Il segnale del generatore va visualizzato sul canale 1 dell’oscilloscopio.
La differenza di potenziale fra Out (rosso) e Gnd (nero) va misurata col canale 2 dell'oscilloscopio.
NB: Il generatore reale si comporta come se avesse in serie una resistenza R g = 50 Ω (con incertezza
trascurabile) e l'induttore reale si comporta come se avesse in serie una resistenza R L (da misurare col
multimetro digitale, vedere punto 2).
Raccolta dati:
• Predisponete il generatore affinché produca un'onda rettangolare di ampiezza 10 V.
• La durata del segnale dovrà essere tale da poter osservare all'uscita del circuito (canale 2
dell'oscilloscopio) una tensione variabile fra 0 V e la massima tensione d'ingresso.
• Prendete nota del segnale del canale 1 con il circuito RLC scollegato. Prendete nota poi del
segnale del canale 1 con il circuito RLC collegato nei due seguenti casi: quando la resistenza del
circuito è minore e maggiore di quella critica.
Laboratorio di Fisica – Ingegneria Aerospaziale – M. Migliorati, A. Mostacci – A. A. 2006 - 2007

Relazione:
1.3 Spiegate, se necessario anche con l’ausilio delle equazioni, il segnale visualizzato sul canale 1 nei tre
casi sopra descritti.
2) Misurate con il multimetro digitale L, C, R L (resistenza dell’induttanza).
Relazione:
2.1 Riportate i valori misurati.
3) Misura della resistenza di smorzamento critico
Raccolta dati:
• Fate in modo che sull’oscilloscopio si vedano entrambi i canali.
• Ruotando il potenziometro cercate la condizione di smorzamento critico.
• Scollegate il generatore, misurate con il tester il potenziometro e riportatene il valore.
• Ruotate il potenziometro fino al massimo valore di R, ricollegate il generatore al circuito e trovate
nuovamente la condizione di smorzamento critico.
• Ripetete la misura 10 volte.
Relazione:
3.1. Riportate su una tabella i valori misurati della resistenza del potenziometro con incertezza e dalle
vostre misure ricavate il valore della resistenza di smorzamento critico (fate attenzione che la
resistenza di smorzamento critico non è solamente quella del potenziometro).
4) Misura del coefficiente di smorzamento e della pulsazione
Raccolta dati:
• Ruotate il potenziometro fino ad ottenere il valore minimo di resistenza.
• Misurate tale valore ed osservate all'oscilloscopio l'andamento oscillante della tensione ai capi di
C.
• Lasciate visualizzato sull’oscilloscopio solamente il canale 2 e centrate il segnale verticalmente in
modo da avere lo zero sulla tensione asintotica.
• Misurate le differenze, dal valore asintotico, delle tensioni relative ai massimi e ai minimi e i
tempi corrispondenti, facendo coincidere lo zero dei tempi con una salita dell’onda quadra. Il
modulo |V(t)| di tali differenze ha un andamento esponenziale. Prendete 10 punti.
• Misurate la durata di 5 oscillazioni (distanza temporale fra due massimi o minimi consecutivi o,
meglio ancora, a partire dalla distanza degli attraversamenti della tensione asintotica).
Relazione:
4.1. Riportate il valore minimo della resistenza del potenziometro misurata. Dalla durata delle 5
oscillazioni riportate anche lo pseudo-periodo (perché non è un vero periodo).
4.2. Riportate in una tabella e in carta semilogaritmica i risultati della misura di |V(t)| in funzione del
tempo.
4.3. Date un’interpretazione a pendenza e intercetta e da esse ricavate γ con incertezza.
4.4. Confrontate il valore dell’intercetta con quello atteso.
5) Conclusioni
Relazione:
5.1. Confrontate la resistenza di smorzamento critico del punto 3.1 con quella ottenibile dalle misure
dirette di induttanza e capacità.
5.2. Confrontate lo pseudo-periodo del punto 4.1 con quello ottenibile dalle misure dirette di induttanza,
capacità e resistenza.
5.3. Confrontate il valore di γ del punto 4.3 con quello ottenibile dalle misure dirette di induttanza e
resistenza.
Laboratorio di Fisica – Ingegneria Aerospaziale – M. Migliorati, A. Mostacci – A. A. 2006 - 2007

6) Misura delle resistenze
Raccolta dati:
• Misurare direttamente il valore della resistenze R sia con il multimetro digitale sia con il tester
mettendosi nelle condizioni di massima sensibilità.
Relazione:
6.1 Riportare le misure di R ottenute con le due strumentazioni.
6.2 A partire dalle misure fatte, determinare il valore di R.
7) Misura della costante di tempo di un circuito RC tramite oscilloscopio
Raccolta dati:
• Misurare direttamente il valore della capacità C con il multimetro digitale.
• Collegare il generatore di segnale alla serie di R e di C e collegare l’oscilloscopio per misurare la
tensione ai capi della capacità C. Impostare i parametri dell’onda quadra e dell’oscilloscopio per
visualizzare sullo schermo una crescita esponenziale della tensione ai capi di C. Scegliere il valore
della tensione del generatore pari a f = 7 V.
• Con l’oscilloscopio misurare la tensione V ai capi di C in 7 istanti spaziati della divisione dei
tempi.
Relazione:
7.1. Riportare la misura diretta di C.
7.2. Dai valori di R del punto 6.2 e di C ricavare la costante di tempo del circuito.
7.3. Riportare in una tabella con incertezze le 7 misure di V e dei tempi. Riportare invece senza
incertezza la frequenza dell’onda quadra e i parametri delle impostazioni dell’oscilloscopio (volt per
divisione, secondi per divisione).
7.4. Tracciare su carta semilogaritmica il grafico di (1 – V/f) in funzione del tempo, ricavare pendenza
e intercetta e, dalla pendenza, ricavare la misura della costante di tempo del circuito.
7.5. Confrontare l’intercetta con il valore atteso.
7.6. Dire quale tra le misure della costante di tempo del circuito ottenute al punto 7.2 e al punto 7.4 è la
più precisa.
7.7. Dai due valori della costante di tempo del circuito ottenuti al punto 7.2 e al punto 7.4, ricavare una
misura della costante di tempo del circuito.
Laboratorio di Fisica – Ingegneria Aerospaziale – M. Migliorati, A. Mostacci – A. A. 2006 - 2007