ESERCITAZIONETELECOM
FINAL PROJECT
Studente: Pietro Rocca Studente: Akram Atti
9/05/2023
"Elettronica Capacitativa: Analisi delprocesso di carica scarica dei condensatori"
Rocca Atti
02.breadboard
03.Resistenze
04.generatore
01.Condensatore
Sommario
05.Carica & scarica
07.dati finali
08.conclusioni
06.OBIETTIVO
01
Condensatore
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01. RESUME
Condensatore
Un condensatore è un componente elettronico passivo che ha la capacità di immagazzinare energia elettrica nel campo elettrico che si crea tra due superfici conduttrici separate da un dielettrico (un materiale isolante). Il condensatore è composto da due piastre metalliche separate da un sottile strato di materiale isolante, che può essere aria, carta, plastica o altri materiali dielettrici.
keywords
01. RESUME
come funziona un Condensatore
Il condensatore funziona in due modi:
Carica energia elettrica;
Rilascia energia elettrica (nel gergo si dice “scarica”).
La carica elettrica passa per una delle due lastre, finché non la elettrifica completamente. A questo punto, gli ioni negativi passeranno all’altra lastra opposta, fino alla capacità elettrica massima del condensatore. Si completa così la fase di carica.
Nella fase di “scarica”, la carica elettrica passa a un terminale. Questo passaggio comporta una scarica molto violenta dell’energia immagazzinata.
DOVE si usa un Condensatore
01. RESUME
In base al tipo, il condensatore viene usato per regolare la carica elettrica all’interno dei circuiti elettrici.
In poliestere è ideale per circuiti con voltaggio inferiore ai 1000 V;
In vetro è consigliato per una maggiore stabilità;
In polistirene è quello più piccolo, ideale per piccoli lavori in circuiti chiusi;
In politetrafluoroetilene si trova quello più potente, quindi più costoso.
Oltre a questi, ci sono i modelli elettrolici:
In alluminio. Sono compatti e a polarità invertita;
In tantalio. Sono affidabili se non si supera la carica consigliata;
A doppio strato. Sono quelli che si trovano nei dispositivi elettronici;
Aerogel. Sono a maggior capacità e sono usati nei circuiti di grandi dimensioni.
02
breadboard
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02. breadboard
Una breadboard è generalmente costituita da una base in plastica con fori disposti in una griglia rettangolare. Questi fori sono collegati internamente da una serie di connessioni metalliche, che possono variare a seconda del tipo di breadboard
IMMAGINE
03
Resistenze
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03. goals
RESISTENZa
La resistenza è una proprietà di un materiale o di un oggetto che indica la sua capacità di opporsi al passaggio di corrente elettrica. È misurata in unità di ohm (Ω) ed è determinata dalle caratteristiche fisiche e geometriche del materiale, come la lunghezza, l'area trasversale e la resistività del materiale stesso.
03. goals
COME SI MISURA
La resistenza di un componente o di un materiale può essere misurata utilizzando uno strumento chiamato ohmmetro o multimetro. Questo strumento applica una tensione conosciuta al componente e misura la corrente che passa attraverso di esso. Utilizzando la legge di Ohm (V = I × R), dove V è la tensione, I è la corrente e R è la resistenza, è possibile calcolare il valore della resistenza. I valori di resistenza possono variare da frazioni di ohm a milioni di ohm, a seconda del materiale e del componente considerati.
04
generatore
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04. Generatori
Generatore di tensione
generatore di corrente
Un generatore di tensione, anche noto come sorgente di tensione, è un dispositivo che produce una differenza di potenziale costante tra i suoi terminali. Genera una tensione elettrica che può essere utilizzata per alimentare circuiti elettrici e elettronici. Uno dei tipi più comuni è il generatore di tensione a batteria, che utilizza una reazione chimica per produrre una differenza di potenziale costante tra i suoi terminali. In sintesi, un generatore di tensione è un dispositivo che produce una differenza di potenziale costante o variabile nel tempo tra i suoi terminali. Fornisce una fonte stabile di tensione elettrica per alimentare circuiti elettrici e dispositivi elettronici.
Un generatore di corrente, anche noto come sorgente di corrente, è un dispositivo che produce un flusso costante di corrente elettrica all`interno di un circuito.
Un altro tipo di generatore di corrente è il generatore di corrente alternata (AC), che produce una corrente sinusoidale variabile nel tempo.
Sono utilizzati per alimentare circuiti elettrici che richiedono una corrente costante, come i LED, i sensori, gli attuatori elettrici e gli elettrodi in diverse applicazioni mediche.
In sintesi, un generatore di corrente è un dispositivo che fornisce una corrente costante o variabile nel tempo in un circuito elettrico, consentendo il funzionamento affidabile di dispositivi che richiedono un flusso di corrente stabile.
05
Carica & scarica
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06. METODOLOGÍA
ESEMPIO LABORATORIO
cARICA E SCARICA DI UN CONDENSATORE
Nella prova utiliziamo un condensatore di 1000 microfarad (μF) e una resistenza di 33 kilo ohm (kΩ) sotto una tensione di 10 volt. Per calcolare la costante di tempo RC, moltiplica il valore della resistenza (33kΩ) per il valore della capacità (1000μF) convertendo l'unità di misura in farad.
RC = R * C = 33,000Ω * 0.000001F = 0.033 secondi
La carica e la scarica di un condensatore attraverso una resistenza possono essere spiegate utilizzando il concetto di costante di tempo RC, dove R è il valore della resistenza e C è il valore della capacità del condensatore.
05. THEORETICAL FRAMEWORK
COME OTTENERE IL TEMPO DI CARICA
La costante di tempo RC rappresenta il tempo richiesto per caricare o scaricare il condensatore al 63,2% del suo valore massimo. Durante il processo di carica, il condensatore accumula carica e si avvicina gradualmente al valore massimo di tensione. Durante il processo di scarica, il condensatore rilascia la carica accumulata e la tensione diminuisce.
Durante la carica del condensatore, la tensione aumenta secondo una curva esponenziale decrescente verso il valore massimo (10V nel tuo caso). Dopo un periodo di tempo di circa 5 costanti di tempo (0.033s * 5 = 0.165s), il condensatore raggiunge approssimativamente il 99,3% della tensione massima.
06
OBIETTIVO
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05. OBIETTIVO
Carica e scarica di un condensatore attraverso una resistenza
Obiettivo: Lo scopo di questo esperimento è studiare il processo di carica e scarica di un condensatore attraverso una resistenza e misurare i valori di tensione in diverse fasi del processo utilizzando un multimetro.
05. OBIETTIVO
Materiale necessario:
Un condensatore di 1000 microfarad (μF)
Una resistenza di 33 kiloohm (kΩ)
Un generatore di tensione regolabile
Un multimetro digitale
Cavi di collegamento
05. THEORETICAL FRAMEWORK
Procedure:
Prepara il circuito collegando in serie il condensatore e la resistenza.
Imposta il generatore di tensione regolabile a 10 volt.
Utilizza un multimetro impostato sulla modalità DCV per misurare la tensione ai capi del condensatore.
Inizia il processo di carica e registra la tensione ai capi del condensatore in intervalli di tempo regolari.
Interrompi il generatore di tensione regolabile e inizia il processo di scarica, misurando la tensione ai capi del condensatore in intervalli di tempo regolari.
Continua a registrare i valori di tensione durante la scarica finché la tensione non si avvicina a zero.
Analizza i dati registrati e traccia un grafico della tensione in funzione del tempo per la carica e la scarica.
Calcola la costante di tempo RC utilizzando la formula RC = R * C, dove R è il valore della resistenza e C è il valore della capacità del condensatore.
Confronta i valori misurati con le previsioni teoriche basate sulla costante di tempo RC.
Discuti eventuali discrepanze e possibili fonti di errore.
05. THEORETICAL FRAMEWORK
RECUPERO DATI
Saspendo quanto ci mette a caricare il condensatore e crendando il seguente circuito ,misuriamo la tensione ogni 15 secondi per 10 volte dal multimetro dopo aver acceso il circuito e trascriviamo i datti su una tebella.
Per scaricare il condensatore dal circuito spostiamo il positivo al negativo, quindi aspettando che il condensatore sia carico misuriamo la tensione ogni 15 secondi per 10 volte, come fatto can la carica del condensatore.
Noteremo che sia per la carica che per la scarica all'inizio i valori cambiano velocemente per poi rallentare.Ripetiamo lo stesso ma misuranto la corrente.
07
dati finali
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06. METODOLOGÍA
DATI CARICA SCARICA DELLA TENSIONE DI UN CONDENSATORe
Carica
Scarica
06. METODOLOGÍA
DATI CARICA SCARICA DELLA CORRENTE DI UN CONDENSATORE
Scarica
Carica
08
conclusioni
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08. CONCLUSIONI
CONCLUSIONI
In questo esperimento abbiamo studiato la carica e la scarica di un condensatore di 1000 μF attraverso una resistenza di 33 kΩ, esaminando anche il comportamento della corrente e della tensione.
Utilizzando un generatore di tensione regolabile e un multimetro, abbiamo misurato la tensione ai capi del condensatore durante i processi di carica e scarica. I dati sperimentali sono stati analizzati e confrontati con le previsioni teoriche basate sulla costante di tempo RC del circuito.
Durante il processo di carica, la tensione al capo del condensatore aumentava gradualmente verso il valore massimo di 10 volt, seguendo una curva esponenziale. Allo stesso tempo, la corrente diminuiva inizialmente per poi convergere a zero una volta che il condensatore era completamente carico.
Grazie per l'attenzione
Domande?
Carica scarica di un condensatore
Rocca Pietro
Created on May 9, 2023
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ESERCITAZIONETELECOM
FINAL PROJECT
Studente: Pietro Rocca Studente: Akram Atti
9/05/2023
"Elettronica Capacitativa: Analisi delprocesso di carica scarica dei condensatori"
Rocca Atti
02.breadboard
03.Resistenze
04.generatore
01.Condensatore
Sommario
05.Carica & scarica
07.dati finali
08.conclusioni
06.OBIETTIVO
01
Condensatore
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01. RESUME
Condensatore
Un condensatore è un componente elettronico passivo che ha la capacità di immagazzinare energia elettrica nel campo elettrico che si crea tra due superfici conduttrici separate da un dielettrico (un materiale isolante). Il condensatore è composto da due piastre metalliche separate da un sottile strato di materiale isolante, che può essere aria, carta, plastica o altri materiali dielettrici.
keywords
01. RESUME
come funziona un Condensatore
Il condensatore funziona in due modi: Carica energia elettrica; Rilascia energia elettrica (nel gergo si dice “scarica”). La carica elettrica passa per una delle due lastre, finché non la elettrifica completamente. A questo punto, gli ioni negativi passeranno all’altra lastra opposta, fino alla capacità elettrica massima del condensatore. Si completa così la fase di carica. Nella fase di “scarica”, la carica elettrica passa a un terminale. Questo passaggio comporta una scarica molto violenta dell’energia immagazzinata.
DOVE si usa un Condensatore
01. RESUME
In base al tipo, il condensatore viene usato per regolare la carica elettrica all’interno dei circuiti elettrici. In poliestere è ideale per circuiti con voltaggio inferiore ai 1000 V; In vetro è consigliato per una maggiore stabilità; In polistirene è quello più piccolo, ideale per piccoli lavori in circuiti chiusi; In politetrafluoroetilene si trova quello più potente, quindi più costoso. Oltre a questi, ci sono i modelli elettrolici: In alluminio. Sono compatti e a polarità invertita; In tantalio. Sono affidabili se non si supera la carica consigliata; A doppio strato. Sono quelli che si trovano nei dispositivi elettronici; Aerogel. Sono a maggior capacità e sono usati nei circuiti di grandi dimensioni.
02
breadboard
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02. breadboard
Una breadboard è generalmente costituita da una base in plastica con fori disposti in una griglia rettangolare. Questi fori sono collegati internamente da una serie di connessioni metalliche, che possono variare a seconda del tipo di breadboard
IMMAGINE
03
Resistenze
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03. goals
RESISTENZa
La resistenza è una proprietà di un materiale o di un oggetto che indica la sua capacità di opporsi al passaggio di corrente elettrica. È misurata in unità di ohm (Ω) ed è determinata dalle caratteristiche fisiche e geometriche del materiale, come la lunghezza, l'area trasversale e la resistività del materiale stesso.
03. goals
COME SI MISURA
La resistenza di un componente o di un materiale può essere misurata utilizzando uno strumento chiamato ohmmetro o multimetro. Questo strumento applica una tensione conosciuta al componente e misura la corrente che passa attraverso di esso. Utilizzando la legge di Ohm (V = I × R), dove V è la tensione, I è la corrente e R è la resistenza, è possibile calcolare il valore della resistenza. I valori di resistenza possono variare da frazioni di ohm a milioni di ohm, a seconda del materiale e del componente considerati.
04
generatore
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04. Generatori
Generatore di tensione
generatore di corrente
Un generatore di tensione, anche noto come sorgente di tensione, è un dispositivo che produce una differenza di potenziale costante tra i suoi terminali. Genera una tensione elettrica che può essere utilizzata per alimentare circuiti elettrici e elettronici. Uno dei tipi più comuni è il generatore di tensione a batteria, che utilizza una reazione chimica per produrre una differenza di potenziale costante tra i suoi terminali. In sintesi, un generatore di tensione è un dispositivo che produce una differenza di potenziale costante o variabile nel tempo tra i suoi terminali. Fornisce una fonte stabile di tensione elettrica per alimentare circuiti elettrici e dispositivi elettronici.
Un generatore di corrente, anche noto come sorgente di corrente, è un dispositivo che produce un flusso costante di corrente elettrica all`interno di un circuito. Un altro tipo di generatore di corrente è il generatore di corrente alternata (AC), che produce una corrente sinusoidale variabile nel tempo. Sono utilizzati per alimentare circuiti elettrici che richiedono una corrente costante, come i LED, i sensori, gli attuatori elettrici e gli elettrodi in diverse applicazioni mediche. In sintesi, un generatore di corrente è un dispositivo che fornisce una corrente costante o variabile nel tempo in un circuito elettrico, consentendo il funzionamento affidabile di dispositivi che richiedono un flusso di corrente stabile.
05
Carica & scarica
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06. METODOLOGÍA
ESEMPIO LABORATORIO
cARICA E SCARICA DI UN CONDENSATORE
Nella prova utiliziamo un condensatore di 1000 microfarad (μF) e una resistenza di 33 kilo ohm (kΩ) sotto una tensione di 10 volt. Per calcolare la costante di tempo RC, moltiplica il valore della resistenza (33kΩ) per il valore della capacità (1000μF) convertendo l'unità di misura in farad. RC = R * C = 33,000Ω * 0.000001F = 0.033 secondi
La carica e la scarica di un condensatore attraverso una resistenza possono essere spiegate utilizzando il concetto di costante di tempo RC, dove R è il valore della resistenza e C è il valore della capacità del condensatore.
05. THEORETICAL FRAMEWORK
COME OTTENERE IL TEMPO DI CARICA
La costante di tempo RC rappresenta il tempo richiesto per caricare o scaricare il condensatore al 63,2% del suo valore massimo. Durante il processo di carica, il condensatore accumula carica e si avvicina gradualmente al valore massimo di tensione. Durante il processo di scarica, il condensatore rilascia la carica accumulata e la tensione diminuisce.
Durante la carica del condensatore, la tensione aumenta secondo una curva esponenziale decrescente verso il valore massimo (10V nel tuo caso). Dopo un periodo di tempo di circa 5 costanti di tempo (0.033s * 5 = 0.165s), il condensatore raggiunge approssimativamente il 99,3% della tensione massima.
06
OBIETTIVO
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05. OBIETTIVO
Carica e scarica di un condensatore attraverso una resistenza
Obiettivo: Lo scopo di questo esperimento è studiare il processo di carica e scarica di un condensatore attraverso una resistenza e misurare i valori di tensione in diverse fasi del processo utilizzando un multimetro.
05. OBIETTIVO
Materiale necessario:
Un condensatore di 1000 microfarad (μF) Una resistenza di 33 kiloohm (kΩ) Un generatore di tensione regolabile Un multimetro digitale Cavi di collegamento
05. THEORETICAL FRAMEWORK
Procedure:
Prepara il circuito collegando in serie il condensatore e la resistenza. Imposta il generatore di tensione regolabile a 10 volt. Utilizza un multimetro impostato sulla modalità DCV per misurare la tensione ai capi del condensatore. Inizia il processo di carica e registra la tensione ai capi del condensatore in intervalli di tempo regolari. Interrompi il generatore di tensione regolabile e inizia il processo di scarica, misurando la tensione ai capi del condensatore in intervalli di tempo regolari. Continua a registrare i valori di tensione durante la scarica finché la tensione non si avvicina a zero. Analizza i dati registrati e traccia un grafico della tensione in funzione del tempo per la carica e la scarica. Calcola la costante di tempo RC utilizzando la formula RC = R * C, dove R è il valore della resistenza e C è il valore della capacità del condensatore. Confronta i valori misurati con le previsioni teoriche basate sulla costante di tempo RC. Discuti eventuali discrepanze e possibili fonti di errore.
05. THEORETICAL FRAMEWORK
RECUPERO DATI
Saspendo quanto ci mette a caricare il condensatore e crendando il seguente circuito ,misuriamo la tensione ogni 15 secondi per 10 volte dal multimetro dopo aver acceso il circuito e trascriviamo i datti su una tebella.
Per scaricare il condensatore dal circuito spostiamo il positivo al negativo, quindi aspettando che il condensatore sia carico misuriamo la tensione ogni 15 secondi per 10 volte, come fatto can la carica del condensatore.
Noteremo che sia per la carica che per la scarica all'inizio i valori cambiano velocemente per poi rallentare.Ripetiamo lo stesso ma misuranto la corrente.
07
dati finali
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06. METODOLOGÍA
DATI CARICA SCARICA DELLA TENSIONE DI UN CONDENSATORe
Carica
Scarica
06. METODOLOGÍA
DATI CARICA SCARICA DELLA CORRENTE DI UN CONDENSATORE
Scarica
Carica
08
conclusioni
Lorem ipsum dolor sit
08. CONCLUSIONI
CONCLUSIONI
In questo esperimento abbiamo studiato la carica e la scarica di un condensatore di 1000 μF attraverso una resistenza di 33 kΩ, esaminando anche il comportamento della corrente e della tensione. Utilizzando un generatore di tensione regolabile e un multimetro, abbiamo misurato la tensione ai capi del condensatore durante i processi di carica e scarica. I dati sperimentali sono stati analizzati e confrontati con le previsioni teoriche basate sulla costante di tempo RC del circuito. Durante il processo di carica, la tensione al capo del condensatore aumentava gradualmente verso il valore massimo di 10 volt, seguendo una curva esponenziale. Allo stesso tempo, la corrente diminuiva inizialmente per poi convergere a zero una volta che il condensatore era completamente carico.
Grazie per l'attenzione
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