^^Scarica di un condensatore.

Circuito di carica

Circuito di scarica

I tratti rossi rappresentano i fili.    Tra condensatore e resistore sono quelli della piastra di montaggio.

Nel disegno, la disposizione ha mimato quella dell'esperimento.

Disegno piu' astratto, topologico

   ci sono alcuni stereotipi-usanze nel disegno elettrico topologico, es: alimentatore a sinistra.

Foglio di calcolo. Raccolta ed elaborazione dati.

el_cdens_scar.ods|pdf  Nota d'uso: il foglio di calcolo .ods e' generato con l'applicazione Calc della suite LibreOffice, da avere se lo si vuole modificare; per la sola visione, per comodita' ho fatto il pdf.

Struttura circuito

  1. condensatore elettrolitico C= 2200 μF = 2.2 mF = 2.2*10-3 F
  2. R= marrone-nero-giallo = 1-0-4 = 10*104 Ω = 105 Ω   Codice colore
  3. Alimentazione: 2 pile da 9V in serie.

Costante di tempo (della funzione esponenziale  Ae-t/τ )

τ=RC= 2.2*10-3 F * 105 Ω = 220 s = minuti ? ≈ 4minuti

Multimetro

fondo scala 20 volt

risoluzione: 0.01 volt   rem: accuracy < resolution

Frequenza frame del filmato

il filmato e' 25 fps (frame per second), cioe' 1 frame ogni 4cs.

Tempo transizione on/off cristallo liquido

I visori di entrambi, multimetro e cronometro, sono a cristalli liquidi, cifre a 7 segmenti.

Osservando il filmato frame by frame, si nota che

Ho segnato il tempo corrispondente al valore letto sul visore quando la cifra si e' stabilizzata.

Cronometro

La cifra 8 compare piu' frequentemente nei centesimi di secondo poiche' i 7 segmenti che compongono la cifra tendono a rimanere accesi nel passaggio da una cifra all'altra, dando l'impressione che tutti i segmenti siano attivi.

Frequenza lettura misura multimetro

le prime N=30 letture in t=12.74s: 

f=N/t=30/12.74=2.36 letture/s

T=t/N= 12.74/30 = 0.425s, cioe' 1 lettura ogni circa 0.4s

Interruzione alimentazione

L'alimentazione viene scollegata al tempo 51.98 secondi, misurati guardando il filmato ingrandito dove si vede l'apertura e distacco del coccodrillo dal resistore: prima si stacca una fauce e poi l'altra.

Passano 20frame=0.8s prima che si assesti il 1° valore diverso dall'iniziale; questo viene preso come 1° valore della curva di scarica. Tolto questo 1° lasso, poi la frequenza di lettura del voltmetro e' circa 1 lettura ogni 0,4s.

Il lasso misurato al cronometro risulta 52.79-51.98 =  0.81s; buon accordo con la misura in frame.

1° valore valido

Ho preso come primo valore della serie da graficare, il primo valore variato dopo il valore iniziale, poiche' il tempo di interruzione dell'alimentazione, equi inizio della scarica, e' piu' incerto degli altri; inoltre c'e' un transitorio iniziale di assestamento al regime di lenta variazione della tensione.

Correzione dati

Ho usato la regolarita' degli incrementi di tempo di circa 0.4s tra letture consecutive per riparare un paio errori di lettura del cronometro quando le cifre sono confuse, che ad una lettura piu' attenta sono stati corretti.

Note

Il voltmetro, alla tensione di

  1. 7 volt alterna variazioni di  -0.02  e  -0.01;
    es  7.35  7.34  7.33  7.31  7.30  7.28  7.27  7.25
  2. 5,5 volt, iniziano variazioni di solo -0,01. Da qui in avanti puo' darsi che 2 letture consecutive diano lo stesso valore
  3. a 0.06 volt c'e' la sequenza
    0.06  0.05  0.06  0.05  0.06  0.05 stabile,  0.04  0.05  0.04 stabile.
    Ci sono state oscillazioni del valore, invece di una diminuzione stabile.

Commento

  1. come spiegare? In un modello ideale
  2. le variazioni di tensione effettiva a itk (intervalli di tempo costanti) del periodo di lettura del voltmetro, al passare del tempo tendono a 0.

    Di conseguenza, ad un certo istante il voltmetro misurera' 2 volte di seguito lo stesso valore; il voltmetro non da' segno di cio'.

  3. La tensione effettiva puo' solo diminuire, quindi e' un errore del processo di misura. Come spiegarlo ? E' la ricerca delle sorgenti di errore. Occorre conoscere la fisica del sistema di misura, e come altri fenomeni influiscono su quello che in studio.

 

Commento

alcune osservazioni sui dati sono state stimolate o possibili grazie al filmato; e' un fatto generale che il miglioramento strumentale nell'esperimento faciliti o permetta nuove osservazioni. Pero' e' anche vero che una rilevazione automatica le possa nascondere.

 

Approfond

Fenomeni analoghi, con lo stesso andamento esponenziale >>>

Links sparsi nella pagina e qui raccolti

  1. Codice colore resistenza elettrica
  2. rem: accuracy < resolution non confondere i 2 concetti !
  3. Cifre a 7 segmenti.

Links

  1. Misurare contemporaneamente.
  2. Regole per campionare una variabile, una corrispondenza.
  3. Campionare una grandezza variabile continua.
  4. Misurare a corrispondenza, con una regola.
  5. Cinematica di una grandezza variabile rispetto al tempo. Diagramma temporale. Legge oraria.

Links

Funzione esponenziale.

Dis .odg|pdf

Staccato 1 polo dell'alimentazione

poi viene staccato anche il 2°.

con 1 solo polo collegato, il condensatore continua ad essere caricato ?

Spiegare.

 

Talk

Dis .odg|pdf

le immagini sono state copiate dal pdf con zoom 75%. Quella tutta nera 100%

 

Topologia e topografia delle reti.

Calcolo numerico approssimato del foglio di calcolo

costruisco successione decrescente passo 0.01 a partire da 0.02, e ottengo

0.05

0.04    in effetti    0.0399999999999999  chissa perche', non ripetibile

0.03

0.02
0.01
-9.71445146547012E-17

Dirlo

  1. nel caso di 1 solo alimentatore, che e' la quasi totalita' dei casi, lo si mette a sinistra.
  2. alimentatore a sinistra.