Elettrologia

Le diverse postazioni consentono esperienze relative a: magnetismo naturale e indotto, pile, induzione elettromagnetica, dispositivi elettrici in regime continuo e sinusoidale, trasformazioni dell’energia …


 Cannone elettromagnetico

Cosa devi fare:

Quando l’operatore illustra l’esperimento osserva con attenzione le seguenti fasi:

  • Il momento della carica con l’aumento della differenza di potenziale che leggi      sullo strumento;
  • La fase di scarica con la forte spinta del disco verso l’alto;
  • Cosa succede quando l’operatore ripete la prova cambiando il disco.

Cosa hai osservato:

Durante la fase di carica i valori del potenziale, che puoi leggere sullo strumento, possono variare da poche decine di Volt fino a circa 900; durante la scarica il piatto viene spinto verso l’alto tanto più, quanto più è grande il potenziale iniziale. A parità di carica iniziale si ottiene una salita molto più piccola quando si usa il piattello con le fessure.

Come si spiega?

Durante la fase di carica l’apparecchiatura accumula una certa quantità di energia; è come se disposti alcuni grossi bidoni a una certa altezza da terra si procedesse a riempirli d’acqua uno dopo l’altro. Se aprissimo contemporaneamente tutti i bidoni una grande massa d’acqua cadrebbe con la possibilità di produrre grossi effetti. Nel cannone elettromagnetico, al posto dei bidoni d’acqua abbiamo i condensatori che accumulano energia elettrica. Nelle fase di scarica, questa energia accumulata provoca un forte flusso di corrente elettrica che muovendosi nella bobina collocata alla base dell’asta che guida il piattello, produce un intenso campo magnetico. Istantaneamente, nel disco mobile, come reazione si genera una corrente che a sua volta produce un campo magnetico che si oppone al precedente. Dal contrasto di questi due campi magnetici nasce la forza che spinge il piattello verso l’alto. Quando al disco pieno si sostituisce quello con le fessure, l’effetto è molto più piccolo in quanto le fessure impediscono la circolazione di una buona corrente e, di conseguenza, la formazione di un forte campo magnetico di contrasto.


  Le strane cadute

Cosa devi fare:

Presa la calamita che vedi nel contenitore in plastica, lasciala cadere nei tre tubi partendo da quello in plexiglas. Ripeti l’esperienza più di

una volta. Sul secondo banco, metti il carrellino sul binario e lascialo scendere. Ripeti l’esperienza.

Cosa hai osservato:

Ecco le varie fasi osservate;

  • Nel primo tubo la caduta avviene naturalmente;
  • Nel secondo caso, in corrispondenza dell’avvolgimento di rame, la caduta rallenta e si accendono le lampadine;
  • Nel terzo caso la caduta è molto rallentata;
  • Nella seconda esperienza il carrellino anziché scendere con velocità crescente procede a scatti: di volta in volta; prende velocità per poi rallentare.

Come si spiega?

Così come una lampadina diffonde della luce nello spazio che la circonda, una calamita è la sorgente di un campo magnetico che è presente nello spazio che la contiene. Quando il campo magnetico in movimento attraversa un anello o un tubo metallico, meglio se di rame, nell’anello si genera una corrente che a sua volta produce un campo magnetico che si oppone alle variazioni del primo.

  • Nella prima esperienza, il fenomeno è la causa dell’accensione delle lampadine nel secondo tubo, e del forte rallentamento della caduta della calamita nel tubo di rame.
  • Nella seconda esperienza, le calamite collocate sotto il carrellino durante il movimento rappresentano ancora un esempio di campo magnetico in movimento. La pista di discesa, alterna tratti in metallo ad altri in plexiglas, ne segue che il carrello nella sua discesa si comporta come la calamita nel secondo tubo: di tratto in tratto cambia la sua velocità.