Acasă » Aplicaţii practice » 02 - Aplicaţii în curent continuu
- Conectarea bateriilor în serie
- Conectarea bateriilor în paralel
- Divizor de tensiune
- Divizor de curent
- Divizor de tensiune cu potenţiometru
- Potenţiometrul ca şi reostat
- Termoelectricitate
- Circuit de mediere - calculator analogic
- Circuit de diferenţiere - calculator analogic
- Baterie din cartof
- Încărcarea şi descărcarea condensatorului
Scopul experimentului
Realizarea unui circuit de diferenţiere (derivata unei funcţii în analiza matematică); înţelegere empirică a derivatei unei funcţii.
Materiale necesare
Pentru realizarea circuitului veţi avea nevoie de două baterii de 6 volţi, un condensator de 0,1 µF, un rezistor de 1 MΩ şi un potenţiometru liniar, simplu, de 5 kΩ. Valoarea potenţiometrului nu este neapărat critică. Totuşi, teoretic, o valoare mai mică a rezistenţei potenţiometrului conduce la rezultate mai bune în acest experiment. Circuitul final arată astfel:
Realizarea circuitului de diferenţiere
Măsuraţi tensiunea dintre peria potenţiometrului şi punctul de masă reprezentat în figura de mai sus (terminalul negativ al bateriei de 6 V din partea de jos). Aceasta este tensiunea de intrare a circuitului. Puteţi observa cum această tensiune variază continuu între 0 şi 12 V pe măsură ce deplasăm peria potenţiometrului. Din moment ce utilizăm potenţiometrul pe post de divizor de tensiune, acest comportament ar trebui să vă fie deja cunoscut.
Măsuraţi apoi tensiunea la bornele rezistorului de 1 MΩ pe măsură ce învârtiţi potenţiometrul. Setaţi voltmetrul pe cea mai sensibilă (mV) scală. Ce indică voltmetrul atunci când nu învârtim controlul potenţiometrului? Învârtiţi potenţiometrul încet, în sensul acelor de ceasornic, şi observaţi indicaţia voltmetrului. Realizaţi acelaşi lucru, dar în sens invers acelor de ceasornic. Care este diferenţa dintre cele două direcţii ale deplasării potenţiometrului?
Încercaţi să controlaţi potenţiometrul astfel încât să obţineţi o indicaţie stabilă a tensiunii. Ce tip de deplasare a potenţiometrului oferă cea mai stabilă indicaţie a tensiunii la bornele rezistorului de 1 MΩ?
Derivata unei funcţii în analiza matematică
O funcţie matematică ce reprezintă creşterea sau scăderea (variaţia) unei variabile faţă de o alta, poartă numele de derivată. Acest circuit simplu ilustrează conceptul de derivare prin producerea unei tensiuni de ieşire proporţionale cu variaţia tensiunii de intrare în raport cu timpul. Prin urmare, acest circuit mai este cunoscut sub numele de circuit de diferenţiere.
La fel ca circuitul de mediere, circuitul de diferenţiere poste fi considerat un calculator analogic. Diferenţierea este o operaţie matematică mult mai complexă decât medierea, în special când este implementată într-un calculator digital. Acest circuit este aşadar un exemplu excelent al eleganţei circuitelor analogice în realizarea calculelor matematice. Desigur, se pot realiza circuite de diferenţiere mult mai precise prin combinarea reţelelor rezistor-condensator cu circuite electronice de amplificare.