Il Metodo Volt-Amperometrico

Livello di difficoltà    

Metodo di misura indiretto per conoscere il valore in Ohm di una resistenza (esperienza didattica prevista nel percorso formativo degli istituti tecnici, al terzo anno in laboratorio di elettrotecnica).

In questa nuova lezione del corso “Elettronica partendo da zero”, utilizzeremo un voltmetro e un amperometro al fine di ricavare le due grandezze: V ed I e, applicando la legge di Ohm, ricaveremo il valore di una resistenza R incognita.

NOTA: Una misura può essere effettuata in modalità diretta ed indiretta. Il primo metodo si ottiene confrontando la grandezza da misurare con la sua unità di misura e valutare quante volte rientra in essa. Le misure indirette si ottengono attraverso delle relazioni matematiche che collegano le grandezze in questione.

Quindi per ricavare il valore di una resistenza incognita, questo metodo ne misura la corrente che ne fluisce in essa, in più la tensione che si dispone ai suoi capi, successivamente utilizzando la relazione R = V / I , si ottiene il valore della resistenza

Bisogna tenere conto che durante una misura, di qualsiasi tipo, gli errori si propagano a nostra insaputa o anche, legati alla classe degli strumenti utilizzati, ne siamo consapevoli. Classificare gli errori degli strumenti di misura sarà argomento di altro articolo.

Questo rispetto ad altri metodi è il meno accurato, ma comunque veloce e pratico.

Lo schema è impostato come descrive la figura in basso:

Descrizione del circuito

La E nello schema sta ad indicare il generatore che può essere fissato su un valore noto di tensione tipo 10v, La R è la nostra incognita, e R' è una resistenza variabile inserita nel circuito al fine di limitare la corrente massima nel caso in cui inseriamo un resistore incognito di valore basso, Amperometro e voltmetro per le misure.

La configurazione di misura in Fig. 1 viene definita con “Voltmetro a monte” quindi collegato prima dell’amperometro, situazione utile a poter misurare valori di resistenze elevate in quanto la corrente I misurata dall’amperometro è effettivamente quella che fluisce nella resistenza incognita, la tensione misurata dal voltmetro essendo la resistenza interna dell’amperometro molto bassa ( da 0,2 a 1,5 Ohm ) non inficia sulla misura, in quanto procura una caduta di tensione ai capi dell’amperometro di valore trascurabile.

Mentre se inseriamo nel circuito una resistenza incognita del valore di circa 10 Ohm occorre spostare il collegamneto del voltmetro come nella figura in basso

In questo caso il voltmetro misura la effettiva differenza di potenziale ai capi della resistenza incognita che, come ipotizzato di valore basso, quindi vicino alla Ri dell’amperometro indurrebbe in errore utilizzando la prima configurazione. Il voltmetro misurerebbe la somma di due d.d.p. una ai capi del Rx e una ai capi della resistenza interna dell’amperometro, in questo caso non più trascurabile in quanto più o meno dello stesso ordine di grandezza della Rx.

Che errore commettiamo ?

Si definisce errore sistematico, cioè l’errore che dipende dal sistema di misura effettuato, che noi andiamo a sminuire collegando il voltmetro a monte dell’amperometro per misure di resistenze di valore elevato, a valle per misure di resistenze di basso valore.

La misura mira ad ottenere due valori di grandezze, tensione e corrente, utili ad ottenere il valore di Rx utilizzando la seconda legge di Ohm, computata con questo metodo R = V / I

Conslusione

Il metodo descritto non gode di per se di ottima precisione ma è utile per stabilire l’ordine di grandezza del valore di un resistore incognito. Incognito ad esempio, per uno dei seguenti motivi: scritte illegibili, colori degli anelli cancellati dall’eccessiva temperatura e/o alterazioni dovute all’ossido.