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E.Smerieri & L.FaèProgetto Lauree Scientifiche Genova - 2007 dispositivi ohmici e non ohmici Laboratorio Liceo Scientifico M.L. King – Genova 14 marzo.

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1 E.Smerieri & L.FaèProgetto Lauree Scientifiche Genova dispositivi ohmici e non ohmici Laboratorio Liceo Scientifico M.L. King – Genova 14 marzo 2007

2 Progetto Lauree Scientifiche Genova Resistenza commerciale Lampadina a filamento metallico Diodo LED rosso Dispositivi a confronto

3 Progetto Lauree Scientifiche Genova Dimensioni fisiche delle resistenze

4 Progetto Lauree Scientifiche Genova Dimensioni fisiche della lampadina, del diodo e del LED

5 Progetto Lauree Scientifiche Genova Circuito standard per una misura voltamperometrica A V D E A : amperometro V : voltmetro E : generatore di tensione continua regolabile da 0V a xxV D : dispositivo sotto misura

6 Progetto Lauree Scientifiche Genova Strumentazione disponibile Alimentatore Il generatore fornisce tensioni continue variabili da circa 1.5 V a 30 V e corrente massima 1A Regolazione Uscita

7 Progetto Lauree Scientifiche Genova Strumentazione disponibile Multimetro digitale COM 10A V – mA -  Funzione

8 Progetto Lauree Scientifiche Genova Misura n° 1 - Resistenza La resistenza R fornita per l’esperienza è da 220  nominali [2 W] Effettuare le misure a partire da circa 1.5 V fino a 4 V La tensione massima che si può applicare ai capi della resistenza R è di circa 21 V (con questo valore si raggiunge la potenza massima dissipabile dalla resistenza che è di 2 W) A V R

9 Progetto Lauree Scientifiche Genova Tensioni basse sulla resistenza Con la resistenza R di 220  si possono utilizzare come valori di Rs le resistenze da 470  - 1k  - 2.2k  - 3.3k  fornite per questa esperienza (in alternativa si può utilizzare una resistenza variabile) Poiché il generatore non fornisce in uscita una tensione inferiore a 1.5 V per ottenere ai capi della resistenza R valori di tensione inferiori a questo limite, si può inserire in serie la resistenza Rs regolando la tensione d’uscita del generatore al suo valore minimo A V R Rs

10 Progetto Lauree Scientifiche Genova Valori delle misure con la resistenza I [mA]V[V] R [  ] 4,741,03217,3 5,001,09218,0 5,551,21218,0 6,591,44218,5 9,542,08218,0 10,242,24218,8 10,712,34218,5 11,902,60218,5 12,932,83218,9 13,963,06219,2 16,283,56218,7 17,733,88218,8 18,223,99218,9

11 Progetto Lauree Scientifiche Genova Caratteristica I-V della resistenza

12 Progetto Lauree Scientifiche Genova Valore misurato di R in funzione di I

13 Progetto Lauree Scientifiche Genova Misura n° 2 - Lampadina Lampadina a filamento metallico da 4 V e 0.3 A nominali Effettuare inizialmente le misure a partire da circa 1.5 V fino a 4 V Poiché il generatore non fornisce in uscita una tensione inferiore a 1.5 V occorre apportare una piccola modifica al circuito di misura come mostrato di seguito A V Lamp

14 Progetto Lauree Scientifiche Genova Tensioni basse sulla lampadina Si inserisce la resistenza Rs da 47  [2 W] fornita per questa esperienza e si varia la tensione erogata dal generatore Lasciare inserita la resistenza Rs fino a quando la tensione ai capi della lampadina non raggiunge circa 1.5 V, dopo di che si torna ad utilizzare il circuito standard Attenzione: quando la d.d.p ai capi della lampadina è circa 1.5 V la corrente che circola raggiunge i 200 mA; è necessario quindi ad alimentatore spento: –cambiare la scala dell’amperometro passando sulla portata 10 A –spostare il puntale dalla boccola V-mA-  a quella indicata 10 A A V Lamp Rs

15 Progetto Lauree Scientifiche Genova Valori delle misure con la lampadina I [A]V [V] R[  ] 0,0230,0291,3 0,0670,1021,5 0,0900,1872,1 0,1030,3333,2 0,1220,5644,6 0,1370,7435,4 0,1591,0226,4 0,1891,4517,7 0,1901,4817,8 0,2001,6818,4 0,2202,049,3 0,2302,239,7 0,2502,5310,1 0,2702,9811,0 0,2803,2011,4 0,2903,4812,0 0,3103,9612,8

16 Progetto Lauree Scientifiche Genova Caratteristica I-V della lampadina

17 Progetto Lauree Scientifiche Genova Valore misurato di R in funzione di I

18 Progetto Lauree Scientifiche Genova Misura n° 3 - Diodo Diodo 1N4148 Il generatore non fornisce in uscita tensioni inferiori a 1.5 V per cui nel circuito occorre inserire la resistenza Rs posta in serie al diodo per limitare la corrente che circola Occorre variare la resistenza Rs posta in serie al diodo per ottenere i valori di tensione da circa 0.5V a 0.7V che è la zona nella quale avviene il passaggio dallo stato di non conduzione del diodo a quello di conduzione piena A V Diodo Rs

19 Progetto Lauree Scientifiche Genova Tensioni sul diodo Si utilizza una resistenza Rs da 1k  per misurare valori di tensione ai capi del diodo superiori a circa 0.57 V Con la resistenza Rs da 1k  si può cambiare la tensione del generatore fino ad ottenere una tensione ai capi del diodo di poco superiore a 0.7V con una corrente di circa una decina di mA Per ottenere valori di tensione ai capi del diodo nella fase di transizione dalla non conduzione alla conduzione piena, per le caratteristiche del generatore, occorre procedere cambiando il valore della resistenza Rs lasciando la tensione del generatore sul valore minimo (in questo modo aumenta la caduta di tensione sulla resistenza); si hanno a disposizione per questa esperienza delle resistenze da 2.2k  – 3.3k  – 6.8k  – 10k  che combinate opportunamente permettono di ottenere ai capi del diodo tensioni inferiori a 0.5 V (in alternativa si può utilizzare una resistenza variabile)

20 Progetto Lauree Scientifiche Genova Identificazione dei pin del diodo Catodo Anodo + -

21 Progetto Lauree Scientifiche Genova I [mA]V[V] R [  ] 0,0650, ,3 0,0940, ,0 0,1100, ,5 0,1760, ,0 0,2470, ,3 0,3860, ,1 0,4690, ,9 0,7600,598786,8 1,7600,639363,1 2,4900,657263,9 3,3100,671202,7 5,5400,699126,2 6,8700,711103,5 Valori delle misure con il diodo 1N4148

22 Progetto Lauree Scientifiche Genova Caratteristica I-V del diodo 1N4148

23 Progetto Lauree Scientifiche Genova Valore R statica del diodo in funzione di I

24 Progetto Lauree Scientifiche Genova Misura n° 4 - LED LED rosso Resistenza fissa Rs da 1k  Variare la tensione del generatore dal valore minimo di circa 1.5 V fino a 12V-13 V in corrispondenza dei quali la corrente nel LED è di quasi 10 mA e la tensione a capi del LED è circa 2.1 V A V LED Rs

25 Progetto Lauree Scientifiche Genova Identificazione dei pin del LED Anodo Catodo Lato piatto - + Per memorizzare ricordarsi: Catodo Corto

26 Progetto Lauree Scientifiche Genova Valori delle misure con il LED rosso I [mA]V[V] R [  ] 0,00121, ,0 0,00811, ,1 0,02881, ,7 0,16231, ,4 0,26501, ,8 0,36701, ,8 0,54601, ,3 0,67501, ,1 1,29401, ,9 1,46001, ,1 2,24001,929861,2 2,50001,940776,0 3,081,956635,1 3,801,977520,3 4,651,996429,2 7,632,06270,0 8,982,09232,7 10,682,12198,5

27 Progetto Lauree Scientifiche Genova Caratteristica I-V del LED rosso

28 Progetto Lauree Scientifiche Genova Valore R statica del LED in funzione di I

29 Progetto Lauree Scientifiche Genova Caratteristiche V-I a confronto


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