Esperienza

L'esperienza di laboratorio

In laboratorio è stata usata una strumentazione simile a quella precedentemente descritta per analizzare i circuiti Rc:

condensatore elettrolitico, con capacità C=1000µF;
due resistenze in serie, per ottenerne una totale di 62KΩ;
un amperometro per misurare l'intensità di corrente;
un voltmetro per misurare la d.d.p. tra le armature del condensatore;
un cronometro manuale per rilevare gli istanti in cui si raggiungeva un certo valore di d.d.p.;
un generatore di corrente con d.d.p. = 24 V;

Dati iniziali

Risolvendo le equazioni prima analizzate si ha:

τ = 62s;
q(0) = 0 C per il processo di carica;
q(0) = 24 mC per il processo di scarica;
V(0) = 0 V per il processo di carica;
V(0) ≈ 24 C per il processo di scarica;

Sono ora riportate le tabelle con i valori ottenuti sperimentalmente e con i valori attesi, sia per il processo di carica che per quello di scarica.

V(V)carica	t(s)sperimentale	t(s)atteso(≈)	V(V)scarica	t(s)sperimentale	t(s)atteso(≈)
0	0	0	24	0	0
2	6	5,4	22	6	5,4
4	12	11,3	20	12	11,3
6	19	17,8	18	19	17,8
8	26	25,1	16	26	25,1
10	35	33,4	14	35	33,4
12	45	43	12	45	43
14	57	54	10	57	54
16	72	68,1	8	72	68,1
18	92	86	6	90	86
20	120	111,1	4	119	111,1
22	172	154,1	2	178	154,1
24	355	∞ *	0	370	∞ *

* ∞ è il valore asintotico, il tempo in laboratorio infatti non è stato preso proprio a 24V e a 0V, ma in prossimità: lo scopo principale dell'esperimento era verificare che in un tempo t ≈ 5τ, il condensatore si carica e scarica.

Confrontando i risultati ottenuti con quelli attesi si osserva che le principali discordanze si hanno quando i processi si sono quasi stabilizzando e tendono al loro valore asintotico. Considerando che prendendo manualmente le misure si può incorrere in errori di disattenzione si può dire che l'esperimento è riuscito. Per confrontare ancora meglio le due serie di risultati si può ricorrere ai grafici della funzione V(t) per entrambi i processi.

N.B.1 Per poter ottenere i grafici è stato necessario usare come valori finali, 23,9 V nel processo di carica, e 0,1 V in quello di scarica.

N.B.2 Una causa di leggere differenze tra la valutazione teorica e quella sperimentale può essere attribuita alla presenza di una resistività di contatto tra i fili e gli strumenti, non considerata nella valutazione teorica.