Come giocare a Partitore di tensione
- Scegli una prova e leggi sulla scheda l'alimentatore e la catena.
- Usa V_out = V·R₂ ÷ (R₁ + R₂), o ricava R₂; in una catena più lunga, somma tutto ciò che sta sotto il nodo.
- Scrivi la tua previsione e premi Avvia. L'alimentatore sale e il voltmetro segue l'uscita.
- Confronta il voltmetro e il grafico del potenziale con la tua previsione arancione.
I partitori di tensione
I resistori in serie portano la stessa corrente, quindi la tensione su ognuno è V = I·R: l'alimentatore si divide in proporzione alle resistenze. Prendendo l'uscita sul resistore in basso si ottiene un partitore di tensione, V_out = V·R₂ ÷ (R₁ + R₂), una frazione più piccola e scelta dell'alimentatore. Riscritta, R₂ = R₁·V_out ÷ (V − V_out) serve a progettarne uno. Metti un sensore nella catena e l'uscita segue l'ambiente: un fotoresistore (LDR) scende a circa 1 kΩ in piena luce, quindi sotto un resistore fisso la sua uscita cala quando la luce aumenta, e la resistenza di un termistore cambia con la temperatura. Lungo la catena il potenziale scende in linea retta con la resistenza percorsa, quindi la tensione di qualunque nodo è quella dell'alimentatore per la parte di resistenza che sta sotto. Un voltmetro ideale non assorbe corrente, quindi misura senza cambiare la divisione.
Un modello di apprendimento mirato
I resistori sono fissi, e ogni sensore è una resistenza fissa nel momento della sua prova; i fili sono ideali e il voltmetro non assorbe corrente. L'alimentatore sale in modo uniforme da 0 alla sua tensione in 2 s e resta 1 s, e la corrente è subito stabile. Le resistenze sono in kΩ, quindi la corrente V ÷ R risulta in mA. I punti degli elettroni si muovono a una velocità che segue la corrente, non alla vera velocità di deriva. Le risposte entro il 2 % sono giuste.