LBM: misurazioni
Un piccolo relè 
è stato sottoposto ad alcune prove per osservarne il comportamento a diversi regimi di alimentazione.
Le prove sono state eseguite in un laboratorio poco dotato in quanto non si dispone nemmeno di un alimentatore stabilizzato per le misure a tensione continua variabile.
Per disporre di tensioni variabilii si è sopperito all'inconveniente utilizzando una scheda Arduino comandata in PWM e l'uso di MOSFET, transistor e filtri RC.
Gli schemi usati sono presentati in questo articolo
In questi altri articoli vengono presentati i riusltati delle prove:
- prova con tensione continua (variabile) sul relè ;
- prova con commutazione lenta della tensione sul relè ;
- prova con commutazione rapida della tensione sul relè ;
- prova con alimentazione in PWM senza e con filtro RC .
Per completare la panoramica sul relè propongo un articolo sull'apertura dei carichi induttivi
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Misurazioni su circuiti pilotati da un TRIAC con il metodo della variazione di fase
Un TRIAC serve a parzializzare la tensione alternata su un carico in modo che la tensione sia applicata sul carico solo per parte del periodo.
Precisamente ad ogni semiperiodo si ritarda elettronicamente la chiusura del circuito, circola corrente nel carico solo a partire da quell'istante ed in seguito il circuito si apre automaticamente quando la corrente si annulla.
In questo modo, regolando il valore efficace della tensione, si ottiene la regolazione della potenza e magari della velocità dell'apparecchiatura alimentata.
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Vengono presentati i risultati ottenuti da misurazioni con carico ohmico induttivo.
Nel caso di carichi ohmici si ha una situazione di spegnimento del TRIAC contemporaneo al passaggio della tensione per lo zero (LB: TRIAC con Arduino, misurazioni 1) in quanto la corrente si annulla nello stesso istante (tensione e corrente sono in fase).
La presenza di una induttanza ha l'effetto di ritardare l'annullamento della corrente con la conseguenza che la tensione è presente sul carico anche in una parte del periodo successivo (vedi simulazioni in ETT: circuiti ohmico induttivi con TRIAC).
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Vengono illustrati i risultati di misurazioni eseguiti su semplici circuiti ohmico induttivi.
Si nota così che l'interruzione di un circuito ohmico-induttivo comporta sempre la necessità di dissipare l'energia accumulata dall'induttanza presente nel circuito.
Le induttanze sono dovute alla presenza di avvolgimenti, bobine, spire, o anelli come il circuito stesso.
L'interruzione di un circuito di questo tipo comporta sempre sovratensioni a carico del dispositivo di interruzione come si vede in questo video dove la scintilla ne è la manifestazione fisica:
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La prova effettuata con l'inverter realizzato con Arduino è stata ripetuta con un carico composto da due resistori in serie e per diversi duty cycle.
Il materale è utilizzabile per esercitazioni sulle misure effettuate con l'oscilloscopio.
Esercitazione di misura "inverter su carico ohmico".
Con possibilità di effettuare misure di tempo, periodo, calcoli sul valore efficace ...
E' ancora più chiaramente illustrata verifica dell'attendibilità dei tester ordinari.
La conclusione è che i tester ordinari non sono attendibili.
Esercitazione di misura "inverter su carico ohmico-induttivo".
Con possibillità di osservare sovratensioni ed extracorrenti di apertura e di misurare l'induttanza sulla base della curva i(t).
Un lavoro analogo lo si può ripetere con "inverter sulla bobina di un relè" con alcune osservazioni sull'isteresi.
Esercitazione di misura "inverter su carico capacitivo".
Con possibilità di osservare le sovracorrenti di carica e scarica del condensatore e oscillazioni su RLC.
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Esercitazione di comprensione del PWM
Questo video mostra lo svolgimento dell'esercitazione.
Il PWM (Pulse Width Modulation) è un metodo usato per regolare la potenza elettrica assorbita da un utilizzatore. Vedi anche qui.
Viene anche detto metodo on/off o tutto/niente o anche ad intermittenza. Sono nomi tutti equivalenti a patto che la frequenza con cui l'intermittenza si ripete sia abbastanza elevata da non comportare effetti osservabili oppure dannosi o anche solo fastidiosi.
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Vengono qui riepilogate le misurazioni presentate in altra pagina con le soluzioni elaborate grazie all'uso di un foglio di calcolo:
batteria C):
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In questa pagina vengono aggiunte altre misure di caduta di tensione da vuoto a carico realizzate su pile AA.
E' stata misurata la tensione ai morsetti di ciascuna pila a vuoto e poi con un carico resistivo con tre valori diversi per avere correnti erogate via via crescenti.
Lo schema elettrico e lo schema di montaggio sono i seguenti:
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Misura della caduta di tensione nei generatori
Tutti i generatori che si utilzzano in pratica risentono della variazione di corrente assorbita dai carichi (nota 1).
Quando non è collegato alcun carico, la correne erogata è nulla (I=0): la tensione ai morsetti è ad un valore denominato "tensione a vuoto" e si indica con V0.
Quando si collega un carico viene erogata la corrente I, la tensione ai morsetti è minore di quella a vuoto; questa tensione si chiama " tensione a carico" e la indichiamo con VG.
Esperimento
- si misura la tensione nelle due configuazioni
- si osserva che la tensione a carico è tanto minore quanto maggiore è la corrente erogata dal generatore e
- si calcola la caduta di tensione da vuoto a carico.
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I tester sono dei multimetri, cioè degli strumenti adatti ad effettuare misurazioni di grandezze elettriche diverse come tensioni e correnti continue ed alternate, resistenze ed altro.
I multimetri sono di due tipi fondamentali:
- digitali
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Il resistore è un componente dei circuiti elettrici che produce una caduta di tensione al passaggio della corrente seguendo la Legge di Ohm: la caduta di tensione è proporzionale all'intensità della corrente:
V=R*I
dove R è la costante di proporzionalità e viene denominata Resistenza.
Per ripassare le proporzioni propongo questi appunti.
Per accertare le proprietà di un resistore, viene realizzata una misurazione di corrente per valori diversi di tensione applicata ai capi di un resistore per mezzo di un alimentatore stabilizzato a tensione variabile.
Un video riporta l'intera procedura e di seguito sono messi a disposizione i materiali utilizzati.
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