Esperienza sui condensatori nei circuiti elettrici

Baccaglini Gabriele Ferraresi Gilles Baccaglini Gabriele Ferraresi Gilles Classe 3^A RELAZIONE DI ELETTROTECNICA ESPERIENZA N°4 TITOLO: ESPERIENZA SUL CONDENSATORE SCOPO DELL'ESPERIENZA: Osservare il comportamento di carica e di scarica di un condensatore CENNI TEORICI: il condensatore è un componente elettrico formato da due armature metalliche separate da uno strato di dielettrico, ed ha la caratteristica di accumulare cariche elettriche sulle armature stesse. All'interno del condensatore viene a generarsi una differenza di potenziale che dà origine ad un campo elettrico, che dipende dalla capacità del componente; la relazione esistente tra tensione capacità e quantità di carica è data dalla formula: Con tale formula si esprime la quantità di carica tra le armature del condensatore in funzione della differenza di potenziale ai suoi capi e della capacità, che si esprime in frazioni di Farad, normalmente micro Farad (?F)e picoFarad (pF). La carica del condensatore è il processo in cui le armature accumulano cariche sulle armature ed aumenta quindi la tensione ai capi del componente: la tensione sale inizialmente in modo veloce poi sempre più lentamente fino a tendere a E, cioè alla tensione fornita dal generatore, mentre la corrente diminuisce fino a diventare zero. Nel processo di scarica la tensione passa da E a zero mentre la corrente, di verso opposto, scende (quindi considerando il verso di partenza sale) fino ad arrivare a zero. MATERIALI E STRUMENTAZIONI USATI: N°1 alimentatore stabilizzato (LAB POWER PACK NG303); N°1 breadboard di supporto; N°1 resistenza da 2.2 K?; N°1 resistenza da 2.7 K?; N°1 condensatore da 4700 ?F; Cavetti di collegamento; N°2 multimetri digitali palmari (CIRCUITMATE DM800 SERIAL NUMBER 60310160); DESCRIZIONE DELL'ESPERIENZA: in questa prova osserveremo la variazione di tensione e di corrente nel processo di carica e di scarica del condensatore, applicando nel circuito una resistenza di carica di 2.2K? ed una resistenza di scarica di 2.7K?. Tramite multimetro digitale misureremo i valori sul condensatore e li riporteremo in un grafico rappresentante la carica Q del condensatore, per analizzarne la sua variazione. Fase di carica Tempo [s] Tensione [V] Corrente [mA] Corrente media (T) [mA] ? t [s] ? t ? ? ? ? 0 0 13 11,35 3 34,1 3 3,56 9,7 8,2 3 24,6 6 10,3 6,7 6 3 18 9 13,5 5,3 4,9 3 14,7 12 16,5 4,5 3,75 3 11,3 15 18,2 3 2,6 3 7,8 18 20,2 2,2 2 3 6 21 21,1 1,8 1,6 3 4,8 24 22 1,4 1,25 3 3,75 27 22,6 1,1 1 3 3 30 23 0,9 0,75 5 3,75 35 23,7 0,6 0,5 5 2,5 40 24,1 0,4 0,35 5 1,75 45 24,4 0,3 0,25 5 1,25 50 24,5 0,2 0,2 5 1 55 24,7 0,2 0,15 5 0,75 60 24,7 0,1 ? ? 139 Fase di scarica Tempo Tensione Corrente Corrente media (T) ? t ? t ? ? ? ? 0 24,92 -13 -10,6 3 -31,8 3 16,64 -8,2 -7,25 3 -21,75 6 13,17 -6,3 -5,7 3 -17,1 9 10,45 -5,1 -4,5 3 -13,5 12 8,31 -3,9 -3,55 3 -10,65 15 6,68 -3,2 -2,85 3 -8,55 18 5,49 -2,5 -2,25 3 -6,75 21 4,4 -2 -1,75 3 -5,25 24 4 -1,5 -1,35 3 -4,05 27 3,4 -1,2 -1,1 3 -3,3 30 2,73 -1 -0,8 5 -4 35 1