STUDIO DELLE PRESTAZIONI
DI UN MOTORINO ELETTRICO
A MAGNETE PERMANENTE
– Laboratorio L.S. Martin Luther King – Genova –
– 19 marzo 2007 –
© - Progetto Lauree Scientifiche (PLS) - DIFI GE – Ferrando & Cottalasso
Il motorino viene utilizzato per sollevare dei
pesi a una determinata altezza.
Al variare del peso sollevato si misurano:
• la differenza di potenziale ai capi del motorino
• la corrente assorbita
• il tempo impiegato per il sollevamento
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Queste operazioni permettono di calcolare:
Pin = V∙I
che è la potenza che entra nel motore
Mp ∙ g ∙ h
Pout =
t
Pj = R∙I2
che è la potenza utilizzata per
sollevare il peso
che è la potenza dissipata per
effetto Joule nell’avvolgimento del
motore
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E’ infine importante ai fini delle prestazioni del
motore calcolare anche, al variare del peso
sollevato, il suo rendimento e la coppia
esercitata dal motore :
=
Pout
Pin
C = M ∙g ∙ r
dove r = 5 mm è il raggio del tamburo su
cui si avvolge il filo.
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L’analisi dei grafici
delle varie potenze,
del rendimento e
della coppia in
funzione del peso
sollevato ci darà utili
indicazioni sulle
prestazioni di un
motore elettrico
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OPERAZIONI PRELIMINARI ALLO
SVOLGIMENTO DELL’ESPERIENZA
a) Misura della resistenza elettrica del motorino. Questa misura
si può fare applicando una tensione nota ai capi del motorino e
misurando la corrente che passa nell’avvolgimento: bisogna però
avere l’accorgimento di tenere bloccato l’asse del motorino
impedendogli di girare, questo per evitare ai suoi capi una forza
elettromotrice autoindotta che falserebbe il risultato della misura.
b) Un’altra significativa operazione da compiere consiste nel
misurare la corrente che passa nell’avvolgimento del motore a
vuoto, cioè senza il sollevamento di pesi. In questo modo è
possibile avere una valutazione della potenza Pa perduta per attrito
negli ingranaggi e nei contatti striscianti:
Pa = Pin – Pj
essendo Pout = 0
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SVOLGIMENTO DELL’ESPERIENZA
Fissato il motorino al tavolo con un
morsetto si dispongono lungo la verticale
due traguardi a una distanza tra loro
almeno di 60 cm, che facilitino la misura
del tempo impiegato dal peso a passare
dall’uno all’altro.
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Si realizza quindi il seguente circuito elettrico:
M rappresenta il motorino, G il
generatore di tensione, A e V
rispettivamente l’amperometro e il
voltmetro, T il tasto a due vie,
normalmente posizionato su A.
Tenendo premuto il tasto su B passa
corrente nel motorino e questo gira
sollevando il peso, nella posizione A il
motorino è cortocircuitato in modo da
rallentare la caduta del peso per effetto
delle correnti indotte.
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Si possono quindi iniziare le operazioni di misura e
compilare la seguente tabella dei dati:
V
I
Mp
h
t
Pin
Pout
Pj
C
Volt
A
Kg
m
s
w
w
w
N*m
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Rend.
E i grafici delle potenze e del rendimento:
Rendimento
0,50
Rend.
0,40
0,30
rendim
0,20
0,10
0,00
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
Carico
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1,20